Отрезной станок: обзор и реализация самодельных решений по металлу и дереву, конструкции, чертежи, нюансы

Отрезной станок: обзор и реализация самодельных решений по металлу и дереву, конструкции, чертежи, нюансы. В мастерской домашнего умельца или ИП технического либо ремонтно-строительного профиля отрезной станок второй по нужности после сверлильного. Или после сварочного аппарата, если мастер специализируется по деревянным и/или металлоконструкциям. Просто на хозяйстве маятниковая поперечная пила много облегчит заготовку дров и сократит расходы на нее. Поэтому в настоящей статье мы расскажем, как изготовить отрезной станок своими руками, обходясь минимумом точных и сложных работ. Или даже без них, если уже есть угловая шлифовальная машина – болгарка. Работа на самодельных отрезных станках. Рис. выше не просто заставочный. Там показано, как не надо работать на отрезном станке, чтобы самому не травмироваться, не попортить материал и не угробить невзначай свою же самоделку. Ну, тут понятно: руки должны быть защищены от опилок (как и глаза, и все тело), и пользоваться данным оборудованием без защитного кожуха(ов) нельзя. Теперь посмотрим на след. рис.: Небезопасная конструкция самодельного отрезного станка. Вроде бы все путем, даже лицевой щиток вместо защитных очков. Что, безусловно, надежнее. А что не так? Приглядитесь. По сути, не по пунктам из толстых томов нормативных документов. Что ж, кто не увидел – вот: станок из болгарки. Стало быть, качалка не уравновешена. Но вместо обязательной в таком исполнении отбойной пружины (см. далее) – эластичное звено (стяжка для вело/мото багажника вроде). Ненадежно, вероятность порыва наиболее высока как раз в аварийной ситуации, а делать глубокий рез трудно, упрямая резинка так рвет рукоять из руки. А о чем, собственно, речь? Только традиционных конструкций агрегатов для точной порезки листовых, рулонных и длинномерных материалов известны десятки, это не считая лазерных и пр. из века высоких технологий. Мы далее будем рассматривать станки с качающимся рабочим модулем и круглым вращающимся режущим органом – абразивным или пильным диском. Такие отрезные станки называются маятниковыми. Они наиболее универсальны (в т.ч. пригодны для протяжки – ведения продольного реза ограниченной длины) и выполнимы самостоятельно в сарайно-гаражной мастерской. Когда говорят «отрезной станок», то в подавляющем большинстве случаев подразумевается именно маятниковый (pendulum cut grinder по англ.). Примечание: маятниковый отрезной станок пригоден для работы по металлу, дереву, МДФ, листовым пластикам и любым другим поддающимся резанию материалам. Вся перенастройка – замена рабочего органа (абразивный или соотв. назначения пильный диск). Мотор или УШМ? Имеется в виду привод станка – отдельный или совмещенный в моноблоке с рабочим (режущим) органом и силовой передачей на него. Отдельный мотор имеет то преимущество, что качающуюся часть агрегата – качалку (маятник, коромысло) можно сделать должным образом уравновешенной, что намного упрощает работу на станке и повышает его производительность; последняя сравнительно слабо зависит от сопротивления материала резанию. Кроме того, весь станок можно сделать пригодным для интенсивной круглосменной работы, что может быть важно для извлекающих доход при помощи рук, растущих откуда надо, и головы, работающей как надо. УШМ (болгарка), как известно, может работать непрерывно в течение 20-60 мин. (смотря по модели), а затем – вынужденный техпростой для остывания инструмента. Но для эпизодического использования УШМ имеет ряд преимуществ: Достаточно выносливый и точный отрезной станок из болгарки может быть изготовлен без точеных деталей и с минимумом сварочных работ или вовсе без них, см. далее. Базовый инструмент остается пригодным для ручной работы вне станка. Электропитание – однофазное 220 В из бытовой розетки. Не требуются пусковые устройства и защитное заземление, т.к. в широкую продажу поступают только УШМ с двойной изоляцией. Внешняя характеристика коллекторного электродвигателя УШМ мягче, чем асинхронного электромотора с короткозамкнутым ротором, что экономит мощность мотора и расход электричества. В большинстве случаев (кроме порезки толстых прочных и/или вязких материалов) можно считать, что болгарка на 800 Вт электрических эквивалентна асинхронному мотору с 1,2 кВт на валу (см. далее), а УШМ на 1300 Вт – отдельному мотору на 2,2 кВт. Отрезные станки из УШМ более легки, компактны и транспортабельны, чем с отдельным приводом. Недорогие болгарки не снабжаются регуляторами частоты вращения, но к ним подходит обычный регулятор оборотов для дрели (не более $20; обычно $5 – $6). «Частотник» для асинхронного мотора до 2,5 кВт стоит от $50. О регулировании оборотов. А зачем регулировать обороты диска? Чтобы на превысить указанную на нем же максимальную линейную скорость края и/или частоту вращения. Иначе диск, может быть, и не разорвет, но его производительность сильно упадет, износ усилится, а качество реза ухудшится. Номинальные скорости вращения асинхронных моторов 2800-2850 мин –1 позволяют использовать обычные диски диаметром до 350-400 и более мм, что дает глубину реза как минимум до 150 мм. Шпиндель болгарки крутится гораздо быстрее (от 6000 мин –1 ), и ставить на него обычный диск диаметром более 160 мм опасно. Глубина реза выходит до 50-60 мм, а скоростной диск стоит дорого и быстро стирается. Установка регулятора оборотов решает проблему. Производительность и качество реза не страдают, т.к. определяются линейной скоростью вращения по режущей кромке. О названии. УШМ звучит «технически», но по сути дела неточно, т.к. болгаркой много больше режут, чем шлифуют. «Угловая дрель» еще неудачнее, т.к. to drill – сверлить, буровить, для чего УШМ вообще непригодна. Угловая шлифовальная машина это калька с англ. «angle grinder machine». Но английское to grind по смыслу гораздо шире всех видов абразивной обработки. Напр., мясорубка это meat grinder. У «to grind» точного русского аналога нет; по смыслу это что-то вроде «кромсать в клочки по закоулочкам». В общем, просторечное «болгарка» терминологически некорректно, но достаточно кратко, и понятно, что это такое. Примечание, к слову. Войскам США во время Корейской войны пришлось вплотную спознаться со штурмовиком Ил-2. Отчего к ряду почетных прозвищ этой легендарной машины прибавилось английское «Meat grinder from Hell» (адская мясорубка). Что косвенным образом свидетельствует о стойкости духа американских солдат сравнительно с немецкими; те более употребляли «Betonflugzeug» (бетонный самолет). Уж очень трудно было сбить «горбатого» (это уже по-нашенски, по-пехотному). Настоящие маятниковые. Как устроен «настоящий маятниковый» отрезной станок по металлу, показано на рис.; качающийся «маятник» выделен цветами. Устройство маятникового отрезного станка по металлу. «Фишка» конструкции – качалка-коромысло, сбалансированная весом мотора так, чтобы усилие холостой подачи (без резки) на всю длину рабочего хода было прибл. равномерным и составляло ок. 5 Н (где-то 0,5 кгс). Именно такое «холостое» усилие позволяет опытному станочнику наилучшим образом чувствовать материал и машинально работать с максимальной производительностью без накопления усталости, буквально играючи. Если же возникла опасная ситуация и рабочий бросил рукоять подачи, то инерция мотора и хребтины коромысла обеспечивают плавный отскок диска. Вероятности перехода опасной ситуации в аварийную и порчи режущего органа много уменьшаются, да и заготовка чаще всего остается неиспорченной – посмотрел, что не так, поправил, дорезал. Примечание: возвратная пружина коромысла в сбалансированных маятниковых отрезных станках почти всегда есть, но роли отбойной аварийной (см. далее) она практически не играет, только дает начальный толчок тяжелой качалке, если диск «закусило». Чаще всего возвратная пружина в станках данного типа используется для установки усилия холостой подачи «под себя». Примеры самоделок. Самый сложный сборочный узел показанной выше конструкции – поворотный стол с угловым делителем; сделать его дома «на колене» невозможно. Резка под заданным углом всеми описанными ниже конструкциями осуществляется поворотом и фиксацией всего станка относительно стола (верстака) для заготовок с продольным упором (или наоборот, верстака относительно станка). С отрезными станками из болгарок проще, см. далее. Внешний вид и чертежи основных деталей наиболее универсального самодельного отрезного станка даны на след. рис. Внешний вид и чертежи основных деталей универсального самодельного отрезного станка. Для тех, кто еще путается в допусках-посадках, также на рис. даны условия согласования сопряженных размеров; размеры D32 согласовываются по правилу для D15. Чтобы получить нужную соосность (центровку) шеек рабочего вала под подшипники (D20 –0.03 ) на токарном станке обычной точности, их нужно точить начисто в один установ и один проход резца (подача – минимальная, это вам не окалину драть). Коромысло в данном случае – лист стали S>4, усиленный хребтиной из трубы D30; ее отгиб – рычаг подачи. Коромысло может быть рамным, из профтрубы от 30х30х2. Его размах (длина) не критичен в пределах 400-500 мм. Возвратной пружины нет (можно поставить). Отброс коромысла вверх устанавливается выносом его «хвоста» назад от шарнира (см. ниже). Обоймы подшипников рабочего вала устанавливаются зеркально отверстиями D21 друг к другу. Такой прием монтажа на неформальном конструкторском жаргоне называется «попка к попке» (смягчено в общедоступной публикации). В данном случае он позволяет без дополнительных конструктивных элементов исключить продольное смещение вала в подшипниках, т.к. чашки их обойм закрыты справа планшайбой, а слева ведомым шкивом. Сборка узла рабочего вала на коромысле производится след. порядком: подшипники вкладываются в готовые обоймы (с приваренными и подрезанными на плоскость укосинами); обоймы с подшипниками надеваются на вал, как указано выше; на длинный хвостовик D15 (левый на чертеже) надевается ведомый шкив; поверх шкива на тот же хвостовик надевается проставка; шкив через проставку туго затягивается гайкой М14; вал в подшипниках и со шкивом ставится на испод коромысла и временно притягивается к нему за середину струбциной (не туго!); обоймы подшипников также временно распираются деревянными лучинами; вал выставляется точно параллельно переднему обрезу коромысла: его проекции вверх должны быть касательны обоймам подшипников. Пользоваться двумя слесарными угольниками одновременно! прихватами быстро подвариваются укосины обойм. Ток – не более 60-80 А; струбцина и распорки снимаются, проверяется легкость вращения вала. Заедает – отрезаем обоймы по сварке и повторяем пп. 6-10; обоймы подшипников привариваются окончательно. Варить короткими стежками попеременно-поочередно правую-левую; даем сборке полностью остыть и снова проверяем вращение вала. Клинит, заедает – увы, перегрето при сварке. Рукам еще нужно дорасти, как надо, а обоймы придется делать (заказывать) заново. Возможно, и подшипники менять; вал крутится легко, плавно – закрывает подшипниковый узел легким кожухом от опилок и окалины. Шарнир коромысла собирается аналогично, но «попкой от попки» (чашками обойм внутрь) и также закрывается легким кожухом от пыли. Ось шарнира – отрезок кругляка D(21…45), какой есть под рукой. По концам проточены шейки подшипников, такие же, как на рабочем валу, и хвостовики М14 длиной от 40 мм. Станина – из профтрубы, уголка от 40х40 и т.п. подручного металлохлама. Шарнир крепится в проушины ее стоек парами гаек (внутри и снаружи). Еще вариант сборки шарнира – обоймы его подшипников привариваются к плоской раме вместе с осью, как на врезке в рис. Затем коромысло приваривается к оси шарнира или крепится к нему резьбовыми метизами. Но таким способом отцентрировать шарнир гораздо труднее, и сложнее защитить его подшипники от пыли. Ведущий шкив двигателя нужно сделать/подобрать таким, чтобы частота вращения диска была близка к номинальной. Пусковую схему двигателя заранее собирают на левое (смотря со стороны вала) вращение, «искрами от себя». В таком случае отдача усилия резания будет затягивать гайки шкивов и диска; они будут прочно держаться на трении, шпонок, шплинтов и т.п. дополнительных «неудобных» технологически фиксаторов не понадобится. Чертежи отрезного станка меньшей мощности, но более точного (пригоден для работы с алмазными дисками) даны на рис. Электромотор на 350-400 Вт 2800-3000 об/мин. Чертежи самодельного отрезного станка повышенной точности. Разбивка по позициям: 1 – электродвигатель; 2 – станина; 3 – защитный кожух рабочего органа (сталь s2); 4 – рабочий орган (абразивный диск); 5 – защитный кожух ременной передачи (сталь s2); 6 – клиновой ремень А-1018; 7 – винт М8х14; 8 – ведущий шкив (Д 16); 9 – крышка кожуха ременной передачи (сталь s2); 10 – ведомый шкив (Д 16); 11 – распорная втулка (сталь); 12 – шайба (сталь); 13 – рукоять подачи; 14 – болт М6х12; 15 – винт М5х10; 16 – рабочий вал (сталь); 17 – передняя крышка подшипникового узла (Д 16); 18 – задняя крышка подшипникового узла (Д 16); 19 – втулка (сталь); 20 – шайба (сталь); 21 – гайка (сталь); 22 – шариковый подшипник № 203; 23 – корпус шпинделя (сталь); 24 – бобышка кожуха передачи (сталь); 25 – винт М6х8; 26 – винт М8х16; 27 – бобышка кожуха диска (сталь); 28 – консоль коромысла (сталь); 20 – болт М6х16; 30 – корпус шарнира коромысла (труба 1/2”, сталь); 31 – ось шарнира (сталь); 32 – втулка (сталь); 33 – шайба; 34 – гайка М10; 35 – монтажная плита электродвигателя (сталь), 36 – корпус пускового устройства электродвигателя (Д 16). Примечание : корпуса шпинделя и шарнира коромысла перед сборкой набиваются смазкой ЦИАТИМ-221. Особенности данной конструкции, первое, отсутствие шарикоподшипников в шарнире коромысла. Это позволило упростить изготовление сборку станка (отпадает сложная токарка его оси и ее центровка). Второе – длинное плечо коромысла не прямая хребтина, а ломаная в плане консоль. Это делает станок компактнее, а рабочий орган более стойким на кручение по оси маятника. Т.е., в этом станок можно без опасений заправлять чувствительные с заклиниванию и выкрашиванию тонкие алмазные диски. Но грубых работ и частых перевозок с места на место такой станок не выдержит: в шарнире маятника появится поперечное биение, что сведет на нет все заботы и труды по повышению точности. В общем, это станок для аккуратной работы с достаточно качественными материалами. Примечание: в станках подобного назначения успешно применяются более «мягкие» и включаемые непосредственно в бытовую электросеть двигатели от стиральных машин, см. напр. ролик: