Как расточить эллипс трубы своими руками

Уменьшение диаметра трубы своими руками в домашних условиях

Уменьшение диаметра трубы своими руками в домашних условиях

Перед тем как уменьшать диаметр трубы, следует хорошо изучить теорию

Уменьшение диаметра трубы в домашних условиях может пригодиться каждому, кто делает ремонт различной техники своими руками. Конечно, если нужно уменьшить какой-то элемент системы, то лучше всего воспользоваться специальным переходником и просто соединить две трубы разного диаметра. Однако если необходимо получить зауженную или согнутую трубку из того, что уже имеется, то можно прибегнуть к вальцовке. Завальцовка представляет собой пластическую деформацию изделия в нужную форму.

Виды вальцовки и гибки

С помощью вальцевания можно изготовить из трубок изделие необходимой формы. При этом с помощью этого способа можно не только согнуть изделие из любого металла, но и уменьшить диаметр.

Уменьшение диаметра трубы своими руками в домашних условиях

Уменьшить диаметр трубы можно с помощью специального оборудования

Гибка и изменение формы трубы называется вальцовкой. Такое название этот процесс получил потому, что инструмент, который для этого используется, является вальцами.

Вальцовка применяется для разных целей:

  1. Для уменьшения диаметра трубок из разных материалов. Так можно деформировать тонкостенные изделия из нержавейки, чугуна, стали и т. д.
  2. С помощью вальцовки можно загнуть изделие. В этом случае нужно гнуть по специальному шаблону.
  3. Разгибание и выпрямление. Однако этого делать не рекомендуется, так как изделие теряет прочность.
  4. Увеличение диаметра. Однако этот процесс считается наиболее трудоемким.
  5. С применением специального трубогиба можно согнуть своими руками изделие в змеевик.

Все описанные процессы используются при изготовлении и ремонте трубчатых изделий. С их помощью можно даже сделать согнутые в кольцо элементы для украшения кованых ворот.

Описание сути процесса

Завальцовка – это достаточно сложный процесс. Однако в некоторых случаях его вполне можно осуществить своими руками. Особенно просто согнуть тонкостенные трубы из нержавеющей стали и оцинковки.

Сужение может понадобиться и при строительстве металлического трубопровода. Этот способ используется, когда нужно присоединить трубу с большим диаметром к изделию с меньшим.

Самостоятельное сужение связано с некоторыми рисками. Дело в том, что при таком процессе на трубу воздействуют два усилия, направленных в противоположные стороны. Поэтому действия, которые можно произвести с такими элементами, ограничиваются несколькими факторами.

Уменьшение диаметра трубы своими руками в домашних условиях

При уменьшении диаметра трубы следует соблюдать правила техники безопасности

Чем ограничивается оказываемое давление:

  1. Прежде всего, учитывается пластичность материала. Чем он пластичнее, тем по большему радиусу его можно гнуть.
  2. Нужно обратить внимание на то, насколько тоньше можно сделать стенку трубы для конкретного изделия.
  3. Нужно проверить предел прочности конкретного металла на изгиб. Чем пластичнее материал, тем этот показатель будет выше.
  4. Предельный параметр радиуса, перехода от боковой стенки к торцу тоже имеет значение.
  5. Также необходимо обращать внимание на качество поверхности самого изделия.

Каждый из этих параметров необходимо учесть. Для каждой толщины стенок и для каждого конкретного диаметра он свой.

При уменьшении трубы в домашних условиях необходимо смотреть на то, чтобы на металле не образовывалось большое количество складок. Они уменьшают прочность.

Сгибание нержавейки вручную

Итак, теперь можно поговорить непосредственно о процессе сужения. Это можно сделать или на заводе специальным инструментом, или в домашних условиях подручными средствами.

Можно воспользоваться молотком. Однако этот способ нельзя считать оптимальным, так как при этом труба может сильно деформироваться. Кроме того, уменьшенная часть получится неровной, что отрицательно скажется на прочности.

Самым лучшим способом является использование специальных клещей. Их можно приобрести в специализированном магазине, однако стоят они недешево. Изготовить инструмент можно своими руками. Для этого необходимо взять трубный ключ, можно даже использовать старое изношенное изделие. С него нужно снять губку с подвижного рычага, а вместо этой губки необходимо установить вставку под полукольцо. Далее изготавливается полукольцо нужного радиуса и устанавливается на подвижный рычаг. Если вы хотите заниматься и впредь зажимом труб, то можно изготовить несколько колец с разными диаметрами. Это повысит универсальность изделий.

Как пользоваться специальными клещами:

  1. Взять клещи с зевом не менее половины диаметра обжимного кольца. Обхватить зевом внешний диаметр.
  2. Гайку клещей подвести вплотную к поводку прибора.
  3. Теперь можно поворачивать подвижный рычаг. Делайте это до тех пор, пока он полностью не обхватит второй полупериметр.
  4. Далее с усилием сжать оба рычага и повернуть ключ на 30 градусов.
  5. Все эти действия необходимо повторять до тех пор, пока труба не достигнет нужного диаметра.

Таким способом вы сможете придать необходимый размер. Заранее стоит оговорить, что эта работа требует наличия физической силы.

Использование токарного аппарата

Легче всего сузить трубу с помощью специального станка. Этот процесс может производиться даже человеком, который не обладает большой физической силой. Ведь в этом случае большую часть работы выполняет именно техника.

Уменьшение диаметра трубы своими руками в домашних условиях

Для работы с токарным аппаратом следует обладать определенными навыками

По шаблону можно загнуть не только металлическую трубку. Такой прибор пригодится для придания необходимой формы куску толстой проволоки. Проволоку можно согнуть и вручную.

Последовательность действий:

  1. Необходимо закрепить трубу в патрон прибора. При этом важно рассчитать глубину погружения заготовки. Ход рукоятки должен совпадать с местом глухого отверстия.
  2. Когда вы включите станок, необходимо подвести ручку к трубе. Далее нажать на заготовку, и начинается закольцовка.
  3. Материал начинает нагреваться. Это снижает усилие, но повышает пластичность материала.
  4. Рукоятка должна иметь ход не менее 180 градусов. А резцедержателями должны быть отверстия самого популярного размера.

В ходе процесса изделие разогревается, и материал становится податливым. Благодаря этому диаметр заготовки легко уменьшается до нужных показателей. Сжать трубу своими руками сложно, но возможно. Для этого нужно сделать специальный аппарат и научиться правильно его использовать.

ДАЧА. Обсуждения и все что с ней связано тут.

Народ, как предельно точно вырезать эллипс в металлическом листе вокруг трубы, чтоб щелей не было и дождём вовнутрь не заливало?

Труба уже стоит, в кровле проход вырезан, но настолько топорно, что палец пролазит свободно.
Труба — не сэндвич, простая оцинковка, поэтому силиконовый чулок не канает

Сообщение от Остяк

Много лет назад решал такие задачи в начеркалке путем построения дополнительной плоскости.
Сейчас так скажу — хрен зараз идеально получится, поэтому сам делал бы лепестками.

Вариант с куском пластика из двух половинок и гравером тоже имеет право на жизнь наверное.

Сообщение от Остяк
Народ, как предельно точно вырезать эллипс в металлическом листе вокруг трубы, чтоб щелей не было и дождём вовнутрь не заливало?

Труба уже стоит, в кровле проход вырезан, но настолько топорно, что палец пролазит свободно.
Труба — не сэндвич, простая оцинковка, поэтому силиконовый чулок не канает

Сообщение от Gorbun

не плавится/не обгорает? вот такого типа?

мне просто в печном магазине возле реч вокзала (Форнакс, что-ли называется) категорически не рекомендовали такой чулок для простой трубы

Сообщение от ДиванOFF

Сообщение от Карл Бенц

Сообщение от Остяк
Народ, как предельно точно вырезать эллипс в металлическом листе вокруг трубы, чтоб щелей не было и дождём вовнутрь не заливало?

Читайте также  Как проверить реле регулятора генератора

Труба уже стоит, в кровле проход вырезан, но настолько топорно, что палец пролазит свободно.
Труба — не сэндвич, простая оцинковка, поэтому силиконовый чулок не канает

Сообщение от Остяк

не плавится/не обгорает? вот такого типа?

мне просто в печном магазине возле реч вокзала (Форнакс, что-ли называется) категорически не рекомендовали такой чулок для простой трубы

Асбестом трубу обматываешь и одеваешь проходку. И наблюдаешь)))

П.С. сам я так не делал, но многие советовали) По этому лючше понаблюдать за конструкцией такой я думаю))

Сообщение от ДиванOFF

Сообщение от КОРОЛЛЫЧ

уровень проверяется просто: прикладываешь к стене рисуешь горизонтальную линию по уровню, потом разворачиваешь его, чтобы левый край оказался справа и проверяешь.
Вертикаль такжэ :)

А на фото визуально влево заваливается, хотя труба по столбу справа строго вертикально стоит, видимо наверно небольшая "бочка" есть на фото и потому создаётся такой эффект. Продольные, по забору планки справа, сужаются к печи. Может из-за бочки как раз.

Сообщение от ДиванOFF
через потолок — вот через такую приблуду

через кровлю — просто равноудалённо Между стропилами

Сообщение от Остяк

через потолок — вот через такую приблуду

через кровлю — просто равноудалённо сежду стропилами

Сообщение от Остяк
через потолок — вот через такую приблуду

через кровлю — просто равноудалённо Между стропилами

Сообщение от Остяк

Сообщение от ДиванOFF

Сообщение от vooov`

уровень проверяется просто: прикладываешь к стене рисуешь горизонтальную линию по уровню, потом разворачиваешь его, чтобы левый край оказался справа и проверяешь.
Вертикаль такжэ :)

А на фото визуально влево заваливается, хотя труба по столбу справа строго вертикально стоит, видимо наверно небольшая "бочка" есть на фото и потому создаётся такой эффект. Продольные, по забору планки справа, сужаются к печи. Может из-за бочки как раз.

Как согнуть профильную трубу в домашних условиях без трубогиба: 12 способов + видео

Сегодня не редко на дачах устанавливают теплицы, сделанные из профильных труб. Они устойчивы, срок их службы больше и пропускают лучше свет, чем деревянные.

Чтобы смонтировать сооружение из профиля, требуется его загнуть под определённым углом. Кажется, что сделать это без спецоборудования не реально. В данном материале мы рассмотрим возможные способы, и объясним — как загнуть без трубогиба квадратную профильную трубу в домашних условиях.

Какие сложности возникают в процессе гибки профильной трубы

Под гибкой профильной трубы подразумевается её загиб частично или полностью. Как известно, у профтруб степень прочности высокая, поэтому согнуть их можно лишь под давлением или при нагревании сгибаемого участка. В процессе, на деталь оказывают действие две силы:

  • сжатия — внутри;
  • расширения — снаружи.

Именно в противоположности направленности этих сил и заключается сложность работы при закруглении патрубка:

  1. В различных местах профтрубы может по-разному реагировать на изгиб, что приведёт к потере соосности, то есть, отдельные участки заготовки будут располагаться на разных поверхностях.
  2. Труба не всегда способна выдержать процесс растягивания и может сомнутся или лопнуть. Чаще такие моменты возникают при неправильном способе сгибания.
  3. У изделия могут появиться складки, которые напоминают гофру.
  4. Снижается степень прочности при перегреве, нарушается структура.
  5. Сминаются боковые стенки — это происходит при чрезмерном давлении, при прохождении заготовки через гибочную конструкцию.

Для избежания данных проблем, следует учитывать материал изготовления труб и их размер: толщину стен, диаметр, угол загиба.

Как влияет форма и технические характеристики профтрубы на выбор способа изгиба

Профильные трубы не бывают круглыми, они прямоугольные, овальные или квадратные. Для изготовления теплиц около дачного дома рекомендовано брать квадратные или прямоугольные модели, у них плоские стенки, на них проще крепить покрытие.

Фото — Теплица из профиля

Модельный ряд профилей огромен. Они имеют различные геометрические параметры. К основным относятся — размер поперечного сечения и толщина стен. Важна пластичность, от этого показателя зависит возможный радиус изгиба. Стоит отметить, что у нагретой профильной трубы повышается пластичность, тем самым изогнуть её легче.

Есть два технологических способа:

  • «холодный» — без воздействия температурой;
  • «горячий» — участок предварительно нагревается.

Кроме того, трубопровод из низколигерованного и углеродистого материала имеет повышенную упругость, и он может «отпружинить» при згибе, поэтому для изготовления теплиц не используется. Не рекомендованы профильные трубы диаметр, у которых 2 мм, так как у них низкий показатель прочности в месте загиба.

Строгих нормативов для выбора методики гибки квадратных труб нет, есть лишь для овальных. По данным нормам применяется «горячая» технология к трубопроводу от 100 мм, но эти стандарты не распространяются на профильные изделия.

Профессионалы предлагают к трубопрокатному материалу с диаметром менее 10 мм применять «холодный» метод, а от 40 мм и выше гнуть под нагревом.

Рекомендовано провести пробную гибку в домашних условиях — один конец профтрубы надо зажать в тиски, а на второй одеть трубку большего диаметра. Данное «плечо» необходимо подтянуть, выгибая заготовку — гнётся легко, тогда можно не проводить подогрев. Каким из этих способов загнуть профтрубу в домашних условиях — решать вам.

Способы гибки по виду материала труб, для:

  • металлопрокатных — сварной, с подрезкой болгаркой;
  • стальных — с нагреванием;
  • пластиковых или алюминиевых — любой вариант, так как материал мягкий.

фото: виды профтруб

Квадратный металлопрокат отличается показателем сечения и размером стенок. Эти факторы влияют на угол сгиба.

Инженерных нюансов в вопросе существует большое множество. Но для домашней работы их все знать не обязательно. Важно лишь обратить внимание на следующие аспекты.

  1. Тонкие изделия с сечением до 20 мм без трубогиба необходимо сгибать в зоне, которая в 2,5 раза длиннее, чем высота самой трубы.
  2. Толстый металлопрокат можно согнуть в зоне, которая в три раза длиннее, чем сечение. Если этот момент проигнорировать, то металл трескается снаружи или деформируется изнутри.
  3. Сгибание квадратный трубы опасно в одном отношении: возникновении перелома по месту выполнения операции, в результате которого деталь отправляется в окончательный брак.
  4. Ограничивающим условием являются следующее соотношение – минимальный радиус не должен быть меньше двух с половиной размеров по сечению сгиба. Например, для изделия толщиной 40 мм минимальный внутренний радиус составит 40 х 2,5 = 100 мм.

До того, как согнуть стальную профильную трубу следует помнить еще одно правило.

foto: схема угла загиба

Изделие после воздействия стремиться вернуть первоначальную форму. По этой причине лучше выполнить изгиб немного больше, чем необходимо по схеме. Если согнуть заготовку немножко больше, то в конечном итоге закругление получиться таким, как требует схема.

Все эти условности перед тем, как начать работы, необходимо обязательно учитывать, иначе наедятся на качественный результат бесполезно.

Как согнуть профильную трубу без трубогиба

В основном, при сооружении навесов или тепличных конструкций на даче берутся профтрубы небольшого размера, при этом точность угла загиба не критична, поэтому для сгиба подойдут подручные средства.

Читайте также  Как правильно затонировать автомобиль

Конечно, лучше проводить данную процедуру в отдельном помещении, где есть верстак и различный инструмент.

Также, нужно подготовить спецодежду, она защитит вас о пыли, стружки, искр и при работе с паяльной лампой.

Если делать загиб в домашних условиях, то нужно учитывать:

  • Величину загиба.
  • Материалы изготовления.
  • Величину толщины стенок.
  • Сечение.

Мероприятия по деформации профильных трубопрокатных изделий выполняют в допустимых нормах, выставляемых к сечению и толщине стенок.

При работе необходимо контролировать, чтобы поперечное сечение не сплющивалось и не возникало внутренних изломов.

Фото: как загнуть профтрубу и распространенные ошибки

Как загнуть с предварительным подогревом (с наполнителем — песок)

Для получения качественного и ровного загиба на профтрубе, при применении «горячего» способа, предварительно следует наполнить изделие песком. Так как работы будут связаны с горячим металлом, то необходимо производить их в перчатках из брезента.

Расточка цилиндра на дому

Расточка цилиндра на дому

Всем привет. Каждый владелец бензиновой техники сталкивался (или столкнется в будущем) с проблемой — это износ цилиндра. Тут поступают всячески — либо покупают новый цилиндр и поршень, либо покупают новый поршень, и идут к токарю. Платят ему бабки, а он тоссчит. Многие токаря любят синьку (алкоголь) и пряморукость некоторых оставляет желать лучшего. Я же, предлагаю самому растачивать цилиндр! Это довольно просто.

Общие положения и техника безопасности:

За травмы, несчастные случаи при повторении, за «косяки» и дефекты, полученные при попытке повтора содержимого этой статьи — автор ответственности не несет.

  • Если вам менее 16 лет — работы следует проводить со взрослыми (желательно муж. пола помощником).
  • Следует помнить, вы работаете с вращающимися деталями, не одевайте перчаток! Работать голыми руками. Никаких рукавов на рабочей одежде быть не должно. Если даже есть -то закатать рукава не менее локтя.
  • То что находится на фотографиях — процесс работы автора.
  • ЭТИМ способом можно точить любой цилиндр. Был взят первый попавшийся под руку.
  • Ради написания статьи был взят цилиндр от двигателя Д-6.
  • Для расточки понадобится дрель, мощностью не менее 350 ватт. В статье я использовал дрель на 1050 ватт.
  • Чем меньше обороты — тем лучше. У меня 550 об/мин.

DSC00607

Следует помнить, что вы работаете с электро-приборами. Нельзя допускать оголения проводов, и прочих дефектов кабельной сети. Работы желательно проводить на улице. Если мастерская позволяет — то можно и в ней.

Надеюсь все проверили провода, состояние розеток , своего рабочего места, и готовы продолжать.

Принцип расточки: по всей длине цилиндра должен пройти направляющий — он же «фреза»(вал,цилиндрическое тело). Он должен быть идеальной цилиндрической формы. НО он должен быть меньше текущего поршня, стоявший на двигателе. «Подмоткой» наждачной бумаги на этот вал даст нам определенный «захват» стачивания металла. То есть чем длиннее полотно, тем больше у нас «съедает» цилиндр. То что нужно! Для крепления к валу бумаги нам потребуется сделать паз. И зафиксировать в нем нашу наждачное полотно.

Изготовление «фрезы»

В данной операции нам понадобятся: березовое полено, штангенциркуль, маркер, стамеска, пила, цилиндр(тот что собираемся точить), поршень (новый, и старый), рашпиль (можно напильник), дрель, длинный болт с гайкой или шпилька с двумя гайками, полотна наждачной бумаги «10» , «6» , «5» и «0»(на тканной основе — на бумажной не подойдут). Сразу несколько оговорок — шпилька или болт должна быть не менее 8мм в диаметре. Лучшим решением было бы 12мм. Наждачная бумага подбирается самостоятельно, от типа расточки. желательно пройти «черновую» и вывести «на чистую воду» , а не гнать черновой до посинения. Потом исправлять чистовой, и покупать-подбирать новый поршень.

Начнем — замерим штангенциркулем гильзу:

DSC00552

Возьмём припуск в 10мм, и отмерим его на уже отторцованном полене:

DSC00554

DSC00555

Наметим примерно, где у нас имеется «больше мяса», и установим там нехитрую разметку и просверлим:

DSC00560

Тут же берем стамеску что побольше — и скалываем лишнее «мясо». Придаем форму цилиндра.

Но форма цилиндра не получится, получится что-то типа овала:

DSC00562

DSC00563

Следующим этапом станет затяжка получившегося цилиндра на шпильке/болте. Затягивать до скрипа в зубах. При вставке в дрель — затягивайте до скрипа в зубах — раскручиваться будет на ура. Посильнее затянешь — не убежит. Закрепите теперь дрель, сделайте упор для стамески, и раскрутите цилиндр, нажав «на газ» у дрели. Делайте чаще технологические перерывы. В перерывах — затягивайте все гайки. Если открутится — результаты могут оказаться плачевными.

Подставляя стамеску (плавно подставляя стамеску!) мы добиваемся того, что у нас выходит сначала овал:

DSC00592

Потом форма напомнит нам цилиндрообразный предмет:

DSC00593

Позже получится натуральный, идеальный цилиндр. Я думаю не нужно объяснять, что доводка велась уже не стамеской, а рашпилем, позже и совсем напильником.

DSC00595

Должен получиться длинный деревянный поршень для цилиндра . Только хорошенько прослабленный. Где-то на 0,3-0,6 мм.

DSC00597

DSC00598

Это как пример прослабления.

Далее, мы сделаем технологический пропил в деревянной заготовке:

DSC00600

И нужно изготовить для него «защелку», то есть фиксатор. Чтобы наждачка не убежала от нас куда-подальше. Тут честно признаюсь — ступил не туда куда нужно.

Я изготовил её деревянной:

DSC00604

И выглядело так:

DSC00603

Но когда я начал заправлять, то понял что она плохо держит. Ответ не заставил долго себя ждать — в роли фиксатора прекрасно подошел сварочный электрод 3мм.

Сделайте крепеж для дрели — она склонна убежать от вас!

DSC00605

Теперь посмотрим, как у нас будет рабочая зона:

DSC00610

DSC00609

Ну вот, мы сделали свое рабочее место. Можем и приступать к замерам.

Замеры

Покупаем новый поршень, на ремонтный размер выше(обычно на 1 единицу) и посмотрим как и куда он у нас залезет (если не залезает, значит все еще впереди ).

DSC00614

DSC00615

DSC00616

Пихаем разными сторонами, чтобы понять — где и что мешает. Если цилиндр работал в рисковых режимах — значит у него огромная выработка. Мой работал со слишком ранним зажиганием, немножко прибедненной смесью, что придавало довольно большие обороты.

Зеркало цилиндра — отличное, но вот выработка:

DSC00617

То что вы видите на гильзе цилиндра, это грязь . То есть смазка, когда-то бывшая. После снятия я его зачем-то законсервировал. Сам не знаю зачем.

DSC00618

DSC00619

Померив по поршню (он если у меня входит внутрь, но клинит прям посередине) я понял — что точит надо совсем немного. Если поршень совсем не лезет — тогда да, смотрим сколько нужно стачивать. Обычно в таких ситуациях точат 0,1-0,15 мм. Я же точил 0,01-0,07. Желательно подобрать в магазине такой поршень, чтобы еле-еле не входил. Тогда лучше получится расточка тем, что можно подобрать поршень еще больше и расточить еще раз. На картинках просто выработанный цилиндр, отслуживший вроде свой ресурс на данном ремонте.

Вы так долго этого ждали, приступим к процессу.

Процесс расточки

Заправляем в технологический паз наждачку, даем краткий «газ» на дрели. После этого у нас наждачка плотно окутывает нашу форму. Подбираем эффективную длину наждачки следующим образом : отмеряем большой лоскут полотна, полностью его накручиваем на форму. На заглушенную дрель надеваем наш цилиндр. Не лезет ? Значит отматываем немного, и безжалостным образом отрываем лишний лоскут от наждачки. Эффективная толщина — это чтобы цилиндр зашел с небольшим усилием, но не совсем сильно туго. Начинать нужно с «10» зерна.

Читайте также  Как снять магнитолу в Хендай Солярис

DSC00621

DSC00623

Погоняли немного, видим то что у нас гильза понемногу увеличивается в размерах. Поршень потихоньку начинает залезать. Парочка советов:

  1. НЕ гоните. Быстро растачивать не нужно. Водите цилиндр медленно, как бы вальяжно. Немного вперед, немного назад.
  2. Используйте всю заготовку во время расточки. Не стойте не месте, и если не идет далее, значит нужно найти дефект/косяк во время заготовки формы.
  3. Не спешите менять наждачку на новую. Точите лучше старой. Пусть она уже забитая стружкой, очистите её , и дальше работать
  4. Не выставляйте огромных оборотов на дрели. Чем выше обороты — тем больше шанс выбросить на свалку цилиндр.
  5. Эффективно не более 550 оборотов в минуту.
  6. Не зажимайте изделие во время расточки. Не делайте резкого движения «вперед» только из-за того, что цилиндр не идет дальше (встал на одном месте). Может замотать руки.

При соблюдении всех правил, не спеша, можно получить вот такой результат:

DSC00626

6088fd746d9fd67f82cfb271cd076dfb

Затем обязательно нужно цилиндр промыть в бензине. А после — смазать маслом (если устанавливаете его на тс), либо смазать солидолом/литолом (если консервируете до следующей поломки).

Теперь моя самая любимая фраза :

С первого раза, у молодого специалиста, может не получиться желаемый результат. Это связано с его невнимательностью, и пропуском мимо ушей моих советов. Если идти четко по этой статье — можно и у машины блок расточить. Только кому это нужно будет — я не знаю.

Борьба с овальными отверстиями станка ЧПУ

Наверняка каждый начинающий любитель / станкостроитель ЧПУ сталкивался с проблемой овальности отверстий, получаемых при растачивании. Попробуем разобраться в причинах появления данного эффекта и определим, как можно с ним бороться.

Причины появления овальности отверстий можно разделить условно на:

К механическим причинам можно отнести следующие:

Отсутствие перпендикулярности осей X и Y.

Люфт в гайках ШВП (особенно, если гайки одинарные).

Люфт в фиксированных подшипниковых опорах (особенно, если в них стоят не радиально-упорные подшипники приличного класса точности).

К электронным причинам можно отнести следующие:

Погрешности круговой аппроксимации.

Невозможность контроллера компенсировать инерционность.

Рассмотрим каждую из описанных выше причин по отдельности и попробуем оценить ее влияние на овальность отверстий, получаемых на станке с ЧПУ.

Для начала определимся, какая овальность в принципе допустима?

Например, нам необходимо выполнить расточкой отверстие под подшипник диаметром 30 мм согласно допуска J7, это требует допуск по посадке -11 мкм, т.е. диаметр отверстия должен быть выполнен с точностью в пределах 0 до – 11 мкм. Таким образом, разница диаметров эллипса отверстия не должна превышать 11 мкм или 0,011 мм.

Допуск J7 не является чем-то сверхъестественным и является, наверное, самым распространённым в технической документации.

Отсутствие перпендикулярности осей X и Y

Предположим мы имеем станок с рабочим полем 900х600мм. При этом сторону 600 мм примем за базовую, в то же время на стороне 900 мм допустим некоторый уход от перпендикулярности, например, на 0,3 мм на всей длине в 900 мм.

Таким образом если один диаметр эллипса 30 мм (равен диаметру нашего подшипника), то второй диаметр будет искажен на:

Полученный результат свидетельствует о том, что 0,01 мм уже находится близко к пределу заданной нами выше погрешности для различия диаметров эллипса. При этом отклонение от перпендикулярности на 900 мм длины было всего 0,3 мм.

Аналогично можно оценить для любой величины отклонения перпендикулярности.

Как можно бороться с данной проблемой?

Нужно приобрести длинный поверочный угольник (1 или 2 класса точности) и замерить отклонение от перпендикулярности. Далее это отклонение компенсировать механикой станка, если конечно это возможно, или электроникой. Например, Mach 3 умеет корректировать погрешность в перпендикулярности осей X и Y.

Люфт в гайках ШВП

Для наиболее распространенных винтов класса C7 максимальный люфт одинарной гайки ШВП производства HiWin с диаметром шариков 2,381 и 3,175 мм составляет 0,07 мм (данные взяты из каталога hiwin). Для двух перпендикулярных осей суммарный люфт составит:

Видно, что на одинарных гайках разница диаметров эллипса составляет почти 0,1 мм. Такая разница уже вполне будет заметна глазом. Логично, что с одинарными гайками ШВП получить заданный допуск для посадки подшипника вообще не представляется возможным. Выход из данной ситуации может быть только один, установка сдвоенных гаек, уже преднатянутых или устанавливать две одинарные гайки и создавать между ними преднатяг.

Люфт в фиксированных подшипниковых опорах

Для исключения люфта в фиксированных подшипниковых опорах должны быть установлены радиально упорные подшипники. Например, Hiwin в каталогах на свои подшипниковые узлы рекомендует устанавливать подшипники 70 или 72 серии. Стоит отметить, что никакие радиальные подшипники 60 серии в фиксирующих опорах не устанавливается, что так любят делать китайцы.

Подшипники должны быть не ниже класса точности P5 или более высокого. Именно начиная с класса P5 подшипники могут быть преднатянуты и исключен люфт.

Погрешности круговой аппроксимации

Сегодня один из самых распространенных вариантов управления драйверами привода осей для станков начального уровня – является механизм step/dir. По сути контроллер выдает на каждую ось X и Y свой набор импульсов — шагов. То, как точно генерируются импульсы известно только одному контроллеру :) более того скорее всего генерация импульсов никак не связана с текущим фактическим положением осей. Это может приводить к заметному запаздыванию одной оси относительно другой, что в свою очередь приводит к овальности отверстий.

Очень условно можно принять, что чем производительнее чип припаян в контроллере, тем более гладкую аппроксимацию он выдаст с большим количеством шагов, но еще раз отметим, что это очень условно.

Невозможность контроллера компенсировать инерционность

Вот именно в этом месте и вступают все преимущества профессиональных контролеров движения. Как правило, управление в такой системе уже не step/dir и контроллер всегда знает, где находятся оси и относительно текущего их положения выстраивает управление таким образом, чтобы сохранить траекторию движения по окружности.

Возможность «налету» управлять траекторией позволяет таким контроллерам учитывать инерционность перемещаемых элементов станка, что в свою очередь позволяет точно пройти по траектории с учетом инерциального запаздывания осей.

Для уменьшения влияния инерционности системы для более простых контроллеров, которые не могут «налету» корректировать траекторию, выходом из положения является уменьшение ускорения в настройках контроллера или Mach 3.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: