Activity

Разговор зашел о необходимости отжига после сварки.
Минимизация поводок рамы во время сварки достигается технологией сварки - сварочный стол с фиксацией деталей, грамотная прихватка элементов конструкции с разных сторон, проварка швов частями симметрично осям, замена длинных сплошных швов прерывистыми там где это возможно и пр.
Конструкцию, которую повело, печка не исправит. Печка применяется для другого - в основном для увеличения прочности шва, путем снятия внутренних напряжений внутри сварного шва.
Исправляют деформированную конструкцию рихтовкой. А вот рихтовать можно только после отжига. Потому что, если швы напряжены, а вы еще добавите усилия рихтовки, то они могут просто лопнуть.

В итоге. Швы без термической обработки менее прочные. Но для наших целей прочность рамы не на первом месте. На первом месте жесткость, что не одно и то же. Дополнительные нагрузки на швы во время работы станка минимальны, если они вообще есть. Поэтому мой подход прост - по правилам надо отжигать, на самом деле и так сойдет.

Пример. Что зачастую делает сварщик, если не там приварил например косынку? Он берет кувалду - трах (!) по косынке, она отвалилась. Сварные швы напряжены и не выдерживают удара кувалды. Можно зачистить и приварить в другом месте.
После отжига швы упрочняются и такой фокус не проходит. Максимум вы погнете конструкцию
Так вот, во время эксплуатации станка мы по раме кувалдой не колотим, поэтому… ну, вы поняли.

если не термообрабатывать, конструкция живёт всю свою жизнь - бесконечно меняя свою геометрию

Теоретически - да. На практике…
Напряжения в сварной конструкции сосредоточены в самом шве и в небольших областях непосредственно к шву примыкающих. По сравнению с общей поверхностью сварной рамы, напряженные поверхности составляют доли процента (в отличии от литья, где напряжена ВСЯ поверхность отливки).
Процесс старения взаимный. С одной стороны, со временем напряжения в сварных швах ослабевают, с другой - остальной материал привыкает находиться в том состоянии в котором он оказался после деформации.
Конечно, например, в сварном кронштейне, где шов налезает на шов и швом погоняет, процессы более выражены. В рамах, тем более стальных, все гораздо спокойнее.
Вот в алюминиевых рамах, по причине высокой скорости старения, геометрия может со временем заметно меняться.

При выполнении некоторых условий, из стальных труб вполне можно сварить ровную раму, или с минимальными поводками, с которыми можно мириться. Главное, чтобы поводки не выходили за припуски для механической обработки установочных поверхностей.

Условия простые:

• Варить раму только из проката с симметричным профилем - квадратных или прямоугольных труб или, на худой конец, из двутавров. Швеллера и уголки не годятся.
• Толщина стенок всех труб должна быть одинакова и не более 1/20 максимального размера сечения (для труб 50х100, 100х100 это 5 мм). Чем тоньше стенка, тем меньше поводки.
• Главное правило - все свариваемые элементы должны иметь одинаковую толщину. Например, если к трубе со стенкой 5 мм надо приварить пластину толщиной 20 мм, то в пластине надо отфрезеровать полку для сварки толщиной 5 мм и шириной не менее 8 мм.

Остальное это сварочный стол с фиксацией деталей и мастерство сварщика.
Я делал несколько сварных рам станков и ни разу их не отжигал. Правда, сварщики были хорошие.

Если говорить о раме, которая на картинке в первом посте, то в ней самое стремное место это косая балка, которая приделана, типа, для жесткости, а на самом деле, может утянуть и сдеформировать всю конструкцию. Таких вещей лучше избегать.

Этот станок не построен. Так сказать, не воплощен в металле, т.е. не проверен. Поэтому, чертежи на него не продаются.

Пусть это будет почти игрушка

Вообще-то это не игрушка! Очень приличная схема.
Если подойти творчески - заменить трубки от карнизов для штор на нормальные валы, подшипники качения на шариковые втулки, а зубчатые ремешки на тонкие зубчатые рейки, то для раскроя фанеры, пластиков, тонкого алюминия и печатных плат - получится круто.
В принципе, замысловатые кронштейны можно выпилить и склеить из фанеры - они небольшие, поэтому будут достаточно жесткие.

Артем! Для ваших целей вариант не из худших. Даже, если купить в том виде, как есть и ничего не переделывать.

Зачем она нужна

Можно без проставок, но тогда не поставить кожухи.

Можете почитать тут: Ф.Л.Литвин Проектирование механизмов и деталей приборов. Ленинград. «Машиностроение». 1973
Книга доступна в интернете. Глава о направляющих.

при таком расположении винта на верхней и нижней направляющей будет разная нагрузка со всеми вытекающими последствиями.

Какие последствия? Нет никаких последствий. Теоретически, расстояние от винта до направляющей вообще не имеет значения и может быть любым.
Подклинивание, если вы это имеете в виду, зависит только от соотношения расстояния между направляющими, расстояния между подшипниками и коэффициента трения, и не зависит от зазора в подшипниках.
Это задачка из теоретической механики, можете решить или найти готовое решение. На вскидку. При приложении силы вдоль одной из направляющих (винт максимально близко к направляющей) и коэффициенте трения 0,1 (сталь по стали) отношение расстояния между направляющими и расстояния между подшипниками равно 1/10. Т.е. при расстоянии между подшипниками 80 мм, расстояние между валами может быть 800 мм. и не заклинит. Но повторю, это теоретическая механика, т.е. тела абсолютно жесткие, направляющие строго параллельны, зазоры в подшипниках строго одинаковы и т.д.
На практике, отношение этих расстояний берется от 1/0,7 до 1/2,5 в зависимости от жесткости конструкции, точности изготовления и пр.

Вывод такой. Если у вас расстояние между валами примерно в 2 раза больше чем расстояние между подшипниками, то клинить не будет, где бы вы не расположили винт. тем более, что в станке, который на фото, усилием резания можно пренебречь в виду его (усилия) малости.

Не возникнет там трещины или не расшатается оно там?

Трещин не возникает и не расшатывается. Натяг не большой.
На практике, в единичном производстве поступают так: замеряют микрометром вал, затем растачивают отверстие диаметром меньшим на величину натяга. Например, если вал 15,98, то отв. растачивают до 15,93.
Если вас смущает малое расстояние от края отв. до края корпуса, натяг можно уменьшить до 0,02…0,03 мм, но при этом вал посадить на красный локтайт. По прочности соединения результат будет тот же.

В данном конкретном случае ситуация такая.
Вал со втулкой скольжения имеет посадку H7/f7 ( ходовая), т.е. у вала допуск уже есть - f7. Делать ступенчатый вал с отдельными посадками под запрессовку в корпусе - не целесообразно. Значит в данном случае допуск отверстия под запрессовку - расчетный. Натяг в этом конкретном случае должен быть от 0,05 до 0,08 мм. Практика показывает, что натяг 0,05 достаточен.

Что касается растояния от отв. до края детали, то никак не мотивитуется. Делается максимально вожможным по конструктивным соображениям. Ну и из опыта и на основе анализа прототипов. В данном узле это растояние достаточное 😃

Спасибо! 😃

Там же, где и остальные детали станка - на заводе в Тверской области.
Заказывать отдельные детали станка (не сборочную единицу целиком) не выгодно, ни по деньгам, ни по качеству изготовления.

А что тут удивительного? Расценки примерно такие:
-за то, что технолог взял чертеж в руки (даже, если и не брал) 200 + выписать бумажки на изготовление, типа технология (даже, если не выписывали) 300
-установка оснастки и инструмента на станок (даже, если тиски уже стоят. А если не стоят?) 150
-материал + отрезать заготовку 150
-огабаричевание заготовки 200
-фрезеровка 400
-расточка 200
-канавка150
-за каждый установ 50 ваша деталь скажем 4 установа, итого 200
-сверление 200
итого: 2150
Если укажете допуски формы и расположения поверхностей (параллельности, перпендикулярности, посадки и пр.) за каждый допуск от 50 до 100
Ну и самое интересное - накладные расходы. В ВПК - 400…600%, на обычных предприятиях - 100…400%

Итого ваша деталь без допусков на простом предприятии может стоить от 4300 до 9000 руб
На предприятии ВПК - посчитайте сами.

Стальные

Если вы имеете в виду подкладки под рельсы, то делали сами.
Если вы имеете в виду закладные гайки то вот soberizavod.ru/catalog/sukhari_pazovye/

По 400 мм

Все делалось у нас.

Повторная сборка приводов стола после химического оксидирования стальных деталей.

Вот все бы так как вы тщательно проектировали и собирали станки, мы бы уже давно сделали скачок в машиностроении

Вы сильно преувеличиваете, но все равно, спасибо!

что под рельсами на портале стоит, что за стальная направляющая с буртиками?. и как она крепится?

На счет планок я говорил тут:
rcopen.com/forum/f111/topic226167/166

а что за моторы будут стоять?

Моторы 57х110

Стол - ШВП 25 шаг 10, рельсы 25
Балка - ШВП 16 шаг 10, рельсы 15
Z - ШВП 16 шаг 5, рельсы 15

Балка портала

Ось Z

Нет. HIWIN

Да, Это большая поверочная плита.
Профиль мощный alumica.ru/…/alyuminievyij-konstrukczionnyij-profi…

В конце стола профиль прямоугольный обычный (3 палки) для чего?

Для экономии.

Габариты стола 1960х1190 мм
Рабочее поле 1600х1010 мм

Стол

Ну, вот, собственно, результат.
Не без огрехов, зато дешево и сердито.
Отфрезеровано нормально.
Жесткости - выше крыши.

Не взвешивал. По ощущениям, килограмм 60…70

По нынешним временам - более чем! Тем более, что по железу (но не по стоимости!) это 2/3 станка.

50

Отфрезеровали. Подсобрали.
Условия для съемки были не очень… Покрашу, тогда сделаю нормальные фото.

мне кажется, все это проще было отлить а потом обработать. Сейчас много литеек где готовы сразу и отфрезеровать (или прострогать в зависимости от размера). Не думаю что это было бы сильно дороже (точнее уверен что если бы сварщик был нормальной квалификации а не той что варил - это стоило бы одинаково).

Смотрим по ценам.
Сегодня средняя стоимость чугунной отливки - 80…100 руб/кг. Литой станок получается тяжелее сварного на 20…30%, соответственно, отливки моего станка будут весить примерно 100…110 кг. Умножаем одно на другое и получаем по минимуму 8000 руб за комплект отливок на станок. Это называется - ЗАДАРОМ! Дальше обязательная термообработка, берем 2000 руб. (отливка должна остывать вместе с печью, а это не дешево), и наконец механическая обработка - как минимум 20000 руб. Итого - 30000 руб за станок. Это дешевле, чем моя сварная конструкция.

Конечно! Отливка с последующей обработкой для станка была бы лучше во всех отношениях. Даже спорить не буду. Загвоздка в одном - мне нужен только один (прописью - ОДИН) станок.

Комплект моделей для литья моего станка оценивается в 250…350 тысяч рублей (в разных местах по разному). Как правило, цены везде озвучивают без НДС, а по срокам - пол года. Соответственно, выйти на приемлемую себестоимость комплекта отливок с обработкой получится при условии заказа 15 станков. Но мне-то нужен ОДИН.

Да, еще одно. Предположим, я заказал 15 станков. Не факт, что я получу хорошие, “прямые” отливки. С первого раза корпусные отливки (с полками, ребрами, местными приливами) получаются редко, в моей практике - никогда. Там не проливается стеночка, тут трещит, здесь ведет, не попадаем в размер после усадки… - обычное дело. Будет требоваться доработка литьевых моделей, перестановка литников и питателей, потребуется изменение конструкции отливки. Все это закладывается в стоимость моделей, поэтому они такие дорогие. А там, где модели дешевые, придется доплачивать. Ну, и время, конечно.

“так грамотно сварить” или по “доступной цене” ?

Когда я сказал “грамотно”, я имел в виду сварочный пост с нормальным сварочным столом и наличием необходимых сварочных приспособлений. В результате - да, сварщик “накакал”, но зато повело не больше припусков на обработку. Может быть замечательный сварщик, аккуратные швы, но при сварке, что называется - в гараже на коленке, поведет так, что обработкой не исправишь. Ну и по цене, соответственно…

Мне кажется время изготовления деталей под технологию (слава богу) безвозвратно прошло.

Тут вы совсем не правы. Если делать оптимальную по цене/качеству конструкцию, то сначала технология, а потом конструкция. Наоборот - слишком дорого. Именно в отсутствии технологий затычка в нашем “импортозамещении”. Сделать-то можем, но стоит столько, что купить все равно дешевле, не смотря на санкции 😃

Да, сварка - не очень…
Не так просто за вменяемые деньги найти не только сварщика, но чтобы еще и обработали.

Обработка идет, но не так быстро, как хотелось бы

а сварка сплошная или “точечная”

По разному. Сначала сделали пунктирную, потом проварили сплошняком. Сильнее не повело.
Балку скрутило на 3 мм. Но это оказалось в пределах припусков на обработку.