Доброго времени суток любителям самодельных приспособлений. Когда под рукой нет тисков или же их просто нет в наличии, то самым простым решением будет собрать что-то похожее самому, так как особых навыков и труднодоступных материалов для сборки зажима не требуется. В этой статье я расскажу, как сделать деревянный зажим.
Для того, чтобы собрать свой зажим необходимо найти крепкую породу дерева, чтобы оно выдерживало большие нагрузки. В данном случае хорошо подойдет дубовая дощечка.
Для того, чтобы приступить к этапу изготовления необходимо:
*Болт, размер которого лучше взять в районе 12-14мм.
*Гайку под болт.
*Бруски из дерева дуба.
*Часть профиля из дерева сечением 15мм.
*Столярный клей или паркетный.
*Эпоксидка.
*Лак, можно заменить на морилку.
*Металлический стержень 3 мм.
*Сверло мелкого диаметра.
*Стамеска или зубило.
*Ножовка по-дереву.
*Молоток.
*Электродрель.
*Наждачка средней зернистости.
*Тиски и струбцина.
Первый шаг.
В зависимости от ваших запросов размер зажима можно сделать разный, в данном случае автор выпиливает брусочки размером 3,5 х 3 х 3,5 см - одну штуку и 1,8 х 3 х 7,5 см - две штуки.
После этого зажимаем брусок длиной 75мм в тисках и сверлим отверстие с помощью дрели, отступив от края 1-2см.
Далее сопоставьте сделанное только что отверстие с отверстием в гайке и обведите контур карандашом. После разметки, вооружившись стамеской и молотком, вырежьте шестигранный потай для гайки.
Второй шаг. Для закрепления гайки в бруске необходимо промазать выточенный паз эпоксидной смолой внутри и погрузить туда ту самую гайку, немного утопив ее в бруске.
Как правило полное высыхание эпоксидной смолы достигается по истечению 24 часов, после чего можно переходить к следующему этапу сборки.
Третий шаг. Болт, который идеально подходит к нашей закрепленной гайке в брусе необходимо доработать, для этого берем дрель и просверливаем отверстие впритык к его шестиугольной шляпке.
После этого переходим к брускам, их необходимо совместить вместе, чтобы по бокам были бруски подлиннее, а между ними брусок покороче. Перед тем, как три бруса будут зажаты между собой, нужно просверлить отверстия в месте крепежа тонким сверлом, чтобы заготовка не раскололась, ибо такой расклад нам не подходит.
С помощью шуруповерта закручиваем шурупы в готовые места сверления, предварительно промазав стыки между собой клеем.
Закрепляем струбциной почти готовый зажимной механизм и ждем высыхания клея. Для удобного использования зажима необходим рычаг, при помощи которого вы сможете зажимать ваши заготовки, им как раз таки послужит металлический стержень и распиленная на две части круглопрофильная деревяшка сечением 15 мм, в обеих нужно просверлить отверстие для стержня и посадить это все на клей.
Завершающий этап. Для полного окончания сборки понадобиться лак или морилка, шлифуем наш самодельный зажим, а потом покрываем лаком в несколько слоев.
Без слесарных тисков невозможно представить авторемонтную или домашнюю мастерскую независимо от того, с каким материалом приходиться работать: металлом, пластиком или деревом. Обычно везде пользуются классическими тисками с воротком, которые медленно зажимают и разжимают детали.
Совершенно нетрудно и в короткое время можно изготовить самодельные металлические тиски с эксцентриковым зажимом, которые отличаются компактными размерами, а также позволяют быстро и надежно фиксировать заготовки. Быстродействие тисков особенно будет полезным при выполнении больших объемов работ, отличающихся однообразием и монотонностью.
Сделать самые простые металлические тиски с эксцентриковым зажимом можно своими руками из недорогих подручных материалов – остатков металлолома, которые практически всегда найдутся в домашней мастерской или гараже. Поэтому на материалах не будем останавливаться. Если будет необходимость оговорить их особенности, уточним это в процессе работы.
Нам для работы понадобятся самые обычные инструменты:
- сварочный аппарат;
- болгарка с отрезным диском;
- сверлильный станок или дрель;
- метчик для нарезки резьбы:
- молоток;
- клещи;
- слесарные тиски и др.
Приступаем к изготовлению тисков
Чтобы работа спорилась, не мешает себе мысленно представить конечный результат работы, к которой мы только что приступаем: готовые быстрозажимные эксцентриковые тиски, радующие нас своей компактностью, цветовым разнообразием и поразительными возможностями быстро и надежно зажимать любые заготовки.
Ну, а теперь – к работе, чтобы мечта превратилась в реальность. Находим остаток ни к чему негодного швеллера, размечаем его с помощью линейки и маркера и отрезаем при помощи болгарки необходимый кусок. Он станет основание для подвижной и неподвижной губки наших тисков.
Из подходящего по размеру равнополочного уголка после разметки отрезаем два одинаковых по длине куска, которые в тисках станут основанием губок наших самодельных тисков.
В середине полки одного из уголков – будущей подвижной губке тисков, намечаем центр отверстия, которое просверливаем на сверлильном станке.
На перемычке заготовки швеллера по ее центральной оси ближе к одному концу намечаем границы прорези, по которой будет двигаться подвижная губка наших тисков. Отмеченные точки накерниванием и сверлим отверстия, которые и будут концами прорези.
Вырезаем с помощью болгарки полоску металла в перемычке швеллера между этими двумя отверстиями и выбиваем ее сужающимся бойком молотка. Эта прорезь будет задавать пределы перемещения подвижной губки тисков.
Отрезаем болгаркой из подходящей металлической полосы два куска, длина которых равна ширине полки уголка. Они будут служить ограничителями для подвижной губки при ее движении вдоль прорези.
Далее соединяем уголок и швеллер с помощью болта и гайки в положение, которые они будут занимать в готовых тисках.
Зажимаем эту конструкцию в слесарные тиски и привариваем к уголку поперечно с двух сторон швеллера ограничители, придерживая их клещами. Чтобы их случайно не приварить к полкам швеллера, между ними на время сварки помещаем тонкий кусок резины, пластика или другого диэлектрического материала.
Затем из отслужившего свое молотка с круглой головкой отрезаем болгаркой цилиндрическую болванку по высоте примерно равную диаметру – заготовку будущего эксцентрикового зажима.
Намечаем на его торце точку с некоторым эксцентриситетом – отступом от центральной продольной оси цилиндра. По метке сверлим сквозное отверстие, параллельное оси нашей заготовки.
Из толстой полосы металла после разметки вырезаем два куска по длине и высоте равных полке равнополочного уголка. Это будущие накладки на губки быстрозажимных тисков.
Сверлим в этих накладках по два отверстия по центру ближе к краям. Развертываем их с лицевой стороны под головки крепежных винтов. С помощью болгарки наносим насечку и зачищаем их. Пробуем качество закрепления накладок к полкам уголков (губкам) двумя болтами и гайками.
Один уголок (неподвижную губку) привариваем поперечно к перемычке швеллера со стороны, противоположной прорези. Вновь устанавливаем накладки на неподвижную и подвижную губки и уже окончательно прикручиваем их по месту, пользуясь ключом и отверткой.
Из довольно толстого металла вырезаем полоску по размеру равную длине уголка, а по ширине – расстоянию между концами полок по диагонали. Также и привариваем ее для обеспечения прочности и жесткости неподвижной губки.
Теперь берем более толстую полосу металла и сверлим с одного конца отверстие и нарезаем в ней резьбу с помощью метчика. Затем отрезаем от нее кусочек с резьбовым отверстием прямоугольной формы, чуть отличной от квадрата.
Эта самодельная прямоугольная гайка будет удерживать эксцентрик на подвижной губке, и позволять им двигаться по перемычке швеллера (направляющей) в ту или другую сторону.
Чтобы гайка не вращалась под перемычкой швеллера, с двух сторон от нее продольно вдоль всей прорези с небольшим зазором отрезаем и привариваем два направляющих прута-ограничителя.
В эксцентрике сбоку примерно посередине его высоты сверлим глухое отверстие и нарезаем в нем резьбу под крепление ручки.
Собираем подвижную губку тисков с заранее приваренными ограничителями, прикручивая к уголку двумя болтами готовую накладку с насечками.
Находим кусок листового железа достаточной толщины для обеспечения жесткости. Намечаем на нем контуры основания восьмиугольной формы с двумя отметками под отверстия для крепления. С помощью болгарки вырезаем его.
Привариваем к нему швеллер (направляющую) с неподвижной губкой. Обрабатываем сварные швы и поверхности болгаркой для удаления ржавчины, наплывов металла, шероховатостей и округления граней.
Заклеиваем накладку губки и продольную прорезь с запасом по бокам строительным скотчем.
С их помощью одним движением ручки эксцентрика можно закрепить в них любые заготовки быстро, надежно и без лишних усилий.
Замечания в конце
Поскольку придется работать с болгаркой, сварочным аппаратом, сверлильным станком, то необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты, по крайней мере, очками для защиты глаз и перчатками на руки.Чтобы подвижные части эксцентриковых тисков работали без заеданий, их можно время от времени смазывать графитовой смазкой, а рычаг эксцентрика для удобства снабдить деревянной ручкой.
Простой в изготовлении, обладающий большим коэффициентом усиления, достаточно компактный эксцентриковый зажим, являющийся разновидностью кулачковых механизмов, обладает еще одним, несомненно, главным своим преимуществом...
...– мгновенным быстродействием. Если для того, чтобы «включить – выключить» винтовой зажим часто необходимо сделать минимум пару оборотов в одну сторону, а затем в другую, то при использовании эксцентрикового зажима достаточно повернуть рукоятку всего на четверть оборота. Конечно, по усилию зажима и величине рабочего хода превосходят эксцентриковые, но при постоянной толщине закрепляемых деталей в серийном производстве применение эксцентриков чрезвычайно удобно и эффективно. Широкое использование эксцентриковых зажимов, например, в стапелях для сборки и сварки малогабаритных металлоконструкций и элементов нестандартного оборудования существенно повышает производительность труда.
Рабочую поверхность кулачка чаще всего выполняют в виде цилиндра с окружностью или спиралью Архимеда в основании. Далее в статье речь пойдет о более распространенном и более технологичном в изготовлении круглом эксцентриковом зажиме.
Размеры кулачков эксцентриковых круглых для станочных приспособлений стандартизованы в ГОСТ 9061-68*. Эксцентриситет круглых кулачков в этом документе задан равным 1/20 от наружного диаметра для обеспечения условия самоторможения во всем рабочем диапазоне углов поворота при коэффициенте трения 0,1 и более.
На рисунке ниже изображена геометрическая схема механизма зажима. К опорной поверхности прижимается фиксируемая деталь в результате поворота за рукоятку эксцентрика против часовой стрелки вокруг жестко закрепленной относительно опоры оси.
Показанное положение механизма характеризуется максимально возможным углом α , при этом прямая, проходящая через ось вращения и центр окружности эксцентрика перпендикулярна прямой, проведенной через точку контакта детали с кулачком и точку центра наружной окружности.
Если повернуть кулачок на 90˚ по часовой стрелке относительно изображенного на схеме положения, то между деталью и рабочей поверхностью эксцентрика образуется зазор равный по величине эксцентриситету e . Этот зазор необходим для свободной установки и снятия детали.
Программа в MS Excel:
В примере, показанном на скриншоте, по заданным размерам эксцентрика и силе, приложенной к рукоятке, определяется монтажный размер от оси вращения кулачка до опорной поверхности с учетом толщины детали, проверяется условие самоторможения, вычисляются усилие зажима и коэффициент передачи силы.
Значение коэффициента трения «деталь — эксцентрик» соответствует случаю «сталь по стали без смазки». Величина коэффициента трения «ось — эксцентрик» выбрана для варианта «сталь по стали со смазкой». Уменьшение трения в обоих местах повышает силовую эффективность механизма, но уменьшение трения в области контакта детали и кулачка ведет к исчезновению самоторможения.
Алгоритм:
9. φ 1 =arctg (f 1 )
10. φ 2 =arctg (f 2 )
11. α =arctg (2*e /D )
12. R =D/ (2*cos (α ))
13. A =s +R *cos (α )
14. e ≤ R *f 1 + (d /2) * f 2
Если условие выполняется – самоторможение обеспечивается.
15. F = P * L * cos (α )/(R * tg (α +φ 1 )+(d /2)* tg (φ 2 ))
1 6 . k = F /P
Заключение.
Выбранное для расчетов и изображенное на схеме положение эксцентрикового зажима является самым «невыгодным» с точки зрения самоторможения и выигрыша в силе. Но выбор такой не случаен. Если в таком рабочем положении рассчитанные силовые и геометрические параметры удовлетворяют разработчика, то в любых иных положениях эксцентриковый зажим будет обладать еще большим коэффициентом передачи силы и лучшими условиями самоторможения.
Уход при проектировании от рассмотренного положения в сторону уменьшения размера A при сохранении без изменений прочих размеров приведет к уменьшению зазора для установки детали.
Увеличение размера A может создать ситуацию при износе в процессе эксплуатации эксцентрика и значительных колебаниях толщины s , когда зажать деталь окажется просто невозможно.
В статье умышленно ничего не упоминалось до сих пор о материалах, из которых можно изготовить кулачки. ГОСТ 9061-68 рекомендует для повышения долговечности использовать износостойкую поверхностно-цементированную сталь 20Х. Но на практике эксцентриковый зажим выполняют из самых разнообразных материалов в зависимости от назначения, условий эксплуатации и располагаемых технологических возможностей. Представленный выше расчет в Excel позволяет определять параметры зажимов для кулачков из любых материалов, только нужно не забывать изменять в исходных данных значения коэффициентов трения.
Если статья оказалась Вам полезной, а расчет нужным, Вы можете оказать поддержку развитию блога, сделав перевод небольшой суммы на любой (в зависимости от валюты) из указанных кошельков WebMoney: R377458087550, E254476446136, Z246356405801.
Уважающих труд автора прошу скачивать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, размещенном в конце статьи или в окне наверху страницы!
Эксцентриковая стяжка (растексы, минификсы, эксцентриковый зажим – кто как называет) – это один из наиболее распространённых видов мебельного крепежа.
Минификсы хороши тем, что детали, стянутые с их помощью, можно многократно разбирать и собирать обратно, без потери жесткости, что не получилось бы , где с каждой сборкой/разборкой крепление будет терять жесткость.
Минус у мебельного минификса только один – это кропотливая работа по его установке. Если не иметь дорогостоящего присадочного оборудования, для установки своими руками нужно очень тщательно разметить и точно просверлить три разных отверстия в трех разных плоскостях, что обычно занимает очень много сил и времени.
Данная работа не терпит оплошностей в разметке. Ведь отрегулировать соединение вы в итоге не сможете.
Так же его стоимость нельзя назвать совсем дешевой. Цена минификса обычно дороже конфирмата в 3-4 раза.
Поэтому ее стоит применять в самых необходимых случаях.
Эксцентриковый зажим используют в местах крепления деталей (Т- или Г-образных), соединение которых необходимо скрыть от посторонних глаз. Например, ими крепят:
- Столешницы компьютерных и других столов из ДСП
- Столешницы комодов
- Дно и крыши и другие детали, где нет возможности сверлить отверстия на лицевой части детали.
Установленный шток минификса эксцентрикового зажима полностью скрыт в теле ДСП, а видимым остается только эксцентрик, который устанавливают с внутренней стороны изделия.
Виды эксцентриковой стяжки
В зависимости от производителя, есть несколько модификаций минификса, в комплект которой входит:
- Шток (растекс)
- Эксцентрик (минификс)
- Пластиковая или металлическая втулка (в зависимости от производителя)
- Заглушка минификса (необязательно)
Так же существуют угловые (на шарнире) и двухсторонние стяжки. Но для их использования нужно быть полным извращенцем, а так же хорошенько подумать, куда их можно применить. В наше время их практически перестали использовать из-за ненадобности.
Популярным сегодня остается эксцентриковый зажим, шток которого идет уже с резьбой под ДСП, без пластиковой втулки. То есть состоит только из двух частей: штока и эксцентрика.
Но, на всякий случай, в данной статье мы разберем монтаж двух видов этого крепежа — как с втулкой, так и без нее.
Инструкция по установке эксцентриковой стяжки (без втулки)
Необходимый инструмент:
- Шуруповерт
- Фреза «Форстнера» 15 мм
- Сверло 7 мм (для тела штока)
- Сверло 5 мм или конфирматное (для вкручивания штока)
- Линейка, шило, карандаш
Стандартная толщина тела штока стяжки 6 мм, а длинна – 44 мм. Диаметр эксцентрика составляет 15 мм, а его глубина –12,5 мм. Фото эксцентрика и штока:
Как уже упоминалось выше, для установки минификса в соединяемых деталях нужно сделать три отверстия разного диаметра.
Итак, давайте приступим к сборке.
Для качественной , чтобы ексцентрик захватил головку штока, она должна выглядывать на 6 мм:
Под вкручивание штока в ДСП делается отверстие сверлом 5 мм (или конфирматным), если это боковина, его центр должен располагаться на расстоянии 8 мм от края, глубиной 10-11 мм (шток должен вкручиваться плотно и до самого конца, по отметку, это видно на фото).
В другой детали делается разметка под два отверстия.
Первое — на расстоянии центра на 34 мм от края, под отверстие фрезой «Форстнера» диаметром 15 мм. Его глубина должна быть равной толщине эксцентрика (около 12 мм), чтобы эксцентрик вошел в деталь «заподлицо».
Второе отверстие делается в торце детали, строго по центру, сверлом 7 мм (на 1мм больше тела штока).
Установка стяжки с пластмассовой втулкой
Принцип сборки минификса со втулкой точно такой же, как и при установке металлического минификса, с единственным отличием – нужно другое отверстие под шток.
Видео: установка мебельной эксцентриковой стяжки
Эксцентриковые зажимы, в противоположность винтовым, являются быстро-действующими. Достаточно повернуть рукоятку такого зажима менее чем на 180°, чтобы закрепить заготовку.
Схема действия эксцентрикового зажима показана на рисунке 9.
Рисунок 9 – Схема действия эксцентрикового зажима
При повороте рукоятки радиус поворота эксцентрика увеличивается, зазор между ним и деталью (либо рычагом) уменьшается до нуля; зажим заготовки производится за счет дальнейшего «уплотнения» системы: эксцентрик - деталь - приспособление.
Для определения основных размеров эксцентрика следует знать величину усилия зажима заготовки Q, оптимальный угол поворота рукоятки для зажима заготовки , допуск на толщину закрепляемой заготовки.
Если угол поворота рычага неограничен (360°), то величину эксцентриситета кулачка можно определить по уравнению
где S 1 -установочный зазор под эксцентриком, мм;
S 2 -запас хода эксцентрика, учитывающий его износ, мм;
Допуск на толщину заготовки, мм;
Q – усилие зажима заготовки, Н;
L - жесткость зажимного устройства, Н/мм (характеризует величину отжима системы под воздействием зажимных сил).
Если угол поворота рычага ограничен (менее 180°), то величину эксцентриситета можно определить по уравнению
Радиус наружной поверхности эксцентрика определяется из условия самоторможения: угол подъема эксцентрика , составленный зажимаемой поверхностью и нормалью к радиусу его вращения, всегда должен быть меньше угла трения, т. е.
(f =0,15 для стали),
где D и R -соответственно диаметр и радиус эксцентрика.
Усилие зажима заготовки можно определить по формуле
где Р - усилие на рукоятке эксцентрика, Н (принимается обычно ~ 150 Н);
l - длина рукоятки, мм;
–углы трения между эксцентриком и деталью, между цапфой и опорой эксцентрика;
R 0 - радиус вращения эксцентрика, мм.
Для приближенного расчета усилия зажима можно воспользоваться эмпирической формулой Q12 Р (при t=(4-5) R и Р=150 Н).
Сложнее, чем показано выше, рассчитываются эксцентрики с эвольвентной кривой, у которой угол подъема всегда неизменен, а также с кривой, очерчиваемой спиралью Архимеда, у которой угол подъема по мере поворота рукоятки уменьшается.
Некоторые из используемых в приспособлениях эксцентриковых зажимов показаны на рисунке 10.
Очень часто зажим заготовок непосредственно эксцентриком производить нерационально, поскольку величина эксцентриситета (величина поджима) составляет лишь несколько миллиметров. Гораздо целесообразнее сочетать эксцентриковые зажимы с рычажными или какими-либо другими, либо проектировать их откидными.
Литература
6осн..
Контрольные вопросы
Что следует знать для определения основных размеров эксцентрика?
Почему очень часто зажим заготовок непосредственно эксцентриком производить нерационально?
а,в - для поджатая плоских заготовок; б - для крепления плоских заготовок с помощью качающегося коромысла; г - для стягивания обечаек с помощью гибкого хомута
Рисунок 10 – Примеры различных по конструкции эксцентриковых зажимов
Лекция 6 Рычажные зажимы
Рычажные зажимы достаточно широко применяются в сборочно-сварочных приспособлениях, чаще всего для закрепления листовых заготовок, расположенных горизонтально. Такие зажимы являются быстродействующими, создают большие усилия прижима, величину которых при необходимости можно регулировать в достаточно широких пределах с помощью пружинных амортизаторов. Конструкции этих зажимов легко можно нормализовать, обеспечивая тем самым универсальность их применения.
Недостатком рычажных систем является возможность случайного, а при плохой конструкции и самопроизвольного раскрывания захватов. Поэтому применять такие прижимы следует лишь тогда, когда случайное раскрепление заготовки не приведет к.аварии или опасности для работающих. Уменьшить возможность случайного раскрытия рычажного прижима можно путем применения массивных рукояток, сила тяжести которых в рабочем положении имеет то же направление, что и усилие рабочего, прикладываемое к рукоятке при закреплении детали. Еще более повышают надежность рычажных систем различные фиксирующие устройства: щеколды, замки и т. п. Схема действия рычажной системы показана на рисунке 1.Прижим состоит из стойки 1, на которой с помощью пальца 2 крепится ручка-скоба 3. К последней через соединительные планки 4, сидящие на осях 5, шарнирно присоединен рычаг 6, сидящий на оси 7 и имеющий регулируемый упор 8 (установленный вылет упора 8 фиксируется контргайкой 0 ). Ход ручки-скобы ограничивается упором 10. При откидывании ручки 3 вправо вокруг неподвижного шарнира 2 звено 4 приподнимает рабочей рычаг 6, допуская установку собираемой детали. При обратном движении рукоятки происходит зажатие заготовки.
Рисунок 11 – Схема действия рычажного прижима
Винт 8 служит для изменения установочного зазора (для возможности подрегулирования силы прижатия при изменении толщины закрепляемых заготовок или износа прижима).
Расчет величины силы зажатия, зависящей от схемы рычажной системы, ведется по правилу плеч (можно воспользоваться также графоаналитическим методом-построением силовых многоугольников).
Для рычагов 1-го рода (рисунок 12, а) и 2-го рода (рисунок 12, б) расчет зажимного усилия Q можно вести по уравнениям:
Для рычагов 1-го рода;
Для рычагов 2-го рода,
где Р- усилие, прикладываемое к концу рукоятки, Н;
a - ведущее плечо рычага;
b - приводимое плечо рычага;
f- коэффициент трения в шарнире;
r - радиус пальца шарнира.
а-1-го рода; б - 2 го рода
Рисунок 12 – Схема рычагов
Для более сложных механизмов усилие зажима зависит также от угла -угла «наклона» рычагов (рисунок 13). Наибольшая величина силы зажатия обеспечивается при углах наклона, близких к нулю.
Рычажные зажимы,какправило, используются в сочетании с другими, образуя более сложные рычажно-винтовые, рычажно-пружинные и другие усилители, позволяющий трансформировать либо величину силы прижатия, либо величину хода прижима, либо направление хода передаваемой силы. Такие усилители по конструктивному оформлению могут быть весьма разнообразными.
