Шлифовально-полировальный станок ШП-300М

Печать
PDF

Перед тем, как приступить к написанию этой статьи, я долго думал о том, будет ли она кому-то интересна. Тем более что материала по этой теме в Интернете целая куча. Однако, как бы там ни было, решено было все-таки статью написать. Может быть, если не с точки зрения практической, то хотя бы с исторической. К тому же постройка станка напрямую связана со строительством моего первого телескопа.

Итак, как же все это началось. Да, собственно, так же, как и у всех. Давным-давно, году в 2003, как сейчас помню, летом дело было, решил я построить телескоп. Небольшой. Нашлась и заготовка из иллюминаторного стекла для зеркала, диаметром 115 мм. Естественно, начал с самой сложной, как я тогда думал, части - главного зеркала.

Дальше все по книжке Сикорука. Стекляха сверху, стекляха снизу, жменя абразива с водой между ними и три до одури, пока в глазах не потемнеет. А, учитывая, что в то время опыта в этом деле у меня не было никакого, скорость работы была удивительно низкая. Но я тер! Стекляхи, руки, стол, ну и все остальное...

Потом, в какой-то момент, до которого прошло от начала работы совсем немного времени, я решил, что хватит заниматься мазохизмом. Нужно превратить работу в удовольствие, и желательно, существенно ее облегчить.

Сказано - сделано. Вся работа над зеркалом была напрочь остановлена, а все силы брошены на работу над облегчителем труда практиканта-шлифовщика-полировщика астрономических зеркал. Другими словами, решено было построить станок.

Идея эта пришла мне в голову, когда я истекая потом и отдыхая после очередного сеанса работы с зеркалом, перелистывал в очередной раз знаменитую книжку Сикорука - настольную книгу любого начинающего телескопостроителя. Наткнувшись в книге в очередной раз на конструкции станков, я решил - "Да сколько можно?! Или я не знаю, как с железом обращаться?!?!". После этого пообещал себе, что пока не построю станок, к зеркалу не притронусь. Так оно и случилось.

Начиная проектировать станок, я определил для себя несколько основных принципов будущего станка:

- он должен быть простым
- он должен быть надежным
- он должен быть компактным
- в нем по возможности должны использоваться имеющиеся детали
- он должен иметь возможность последующей модернизации

А дальше было просто. Сначала я сделал ревизию того, что у меня уже было в наличии. Поскреб, так сказать, по сусекам. Был найден мотор от стиралки, редуктор от масляного пускателя, набор разных шестерен от велосипеда и куча старых велосипедных цепей. Все промерено, просчитано и записано.

Следующая часть была самая интересная - разработка кинематики станка. Проектирование - это мое самое любимое занятие. Однако я не определился относительно того, для какого максимального диаметра мне проектировать станок.

В мире в то время уже строили любительские полуметровые телескопы, однако я решил, что полметра для меня будет многовато. А зря... Тем не менее, долго размышляя об оптимальных размерах, я остановился на 300 мм. Как мелко я тогда мыслил... Эх, мОлодеж....

Как только я определился с максимальным размером обрабатываемого зеркала, тут же нарисовался и весь станок. Схема его классическая, ну и, естественно, максимально простая.

Главный шпиндель, на который крепится стол или планшайба с заготовкой, связан со шпинделем кривошипа через цепную передачу. Такое решение было выбрано не случайно. Во-первых, жесткость самой передачи, во-вторых, постоянное передаточное число. Почему-то я тогда решил, что будь там ременная передача, пришлось бы решать проблему с натяжением, проскальзыванием и много чем еще. Сейчас-то я понимаю, что все это легко решаемо, но тогда... Ну и ладно!

Да, так вот. Посчитал по имеющимся шестеренкам коэффициент передачи в районе трех и чтоб с длинным дробным хвостом, как в книжке написано было. Нашлась подходящая пара, что меня очень порадовало. Потом посчитал, сколько оборотов на валу редуктора будет и прикинул сколько же мне нужно оборотов на шпинделе стола иметь. Отсюда вырисовалась и вторая передача, от редуктора к шпинделю. Цифр точных сейчас не помню, да и смысла особого в них нет, т.к. все делалось на глазок и из того, что было в наличии. Другими словами, плюс-минус лапоть.

Итак, все посчитано и отмерено. Затем, в особо любимом мной Автокаде были нарисованы чертежи всех деталей для станка. Как ни старался я уменьшить их количество и упростить сами детальки, а все одно, много их получилось. Деталек, в смысле, а заодно и чертежей ихних.

Взяв эту пачку чертежей, отправился я токарничать. Много выходных провел я у токарного станка, но таки получил на выходе набор деталей для моего станка. Но не сам станок. Осталась самая малость - собрать его и заставить работать.

Вот именно с этого момента я и начал делать то, за что я себя больше всего не люблю. Чем ближе к завершению, тем быстрее хочется закончить начатое дело. И часто в ущерб качеству.

Из груды металлолома были извлечены на свет обрезки какого-то уголка, приблизительно подходящего по размерам, стальные полосы, железные пятаки и чего-то еще. А потом я занялся аппликацией из металла. Болгарка, сварочный аппарат и все! Ни рулетки, ни линейки, ни угольника, ничего! Все делалось на глаз. И как ни странно, практически из ничего получилась "станина" будущего станка, которая почему-то больше была похожа на железную табуретку.

Пару дней еще было потрачено на сборку ранее изготовленных деталей в узлы и установку их на свои места в станине. Затем установка редуктора с мотором, выдумывания устройства натяжителя цепи и прочие мелочи. Собственно, и на этом этапе, как, впрочем, и на всех остальных, все делалось на глаз: приложил детальку к детальке, посмотрел, как должно быть, сваркой вжик и готово. И так далее. Станок буквально лепился.

Как бы там ни было, но настало время, когда все было установлено, прикручено и приварено. Нужно испытывать.

Первое включение станка длилось секунд 5 - слетела цепь с редуктора. Обнаружился некоторый перекос. Не беда. Болгарка, сварка, и все уже на месте.

Итак, пуск. Громыхая цепями, как танк гусеницами, все завертелось. Ура!

Ура-то, оно, конечно, ура. Но грохот от станка стоял невыносимый. И это при двигателе-то в 200 ватт! Нужно было что-то делать.

После ряда небольших усовершенствований грохот стал значительно меньше, но окончательно не пропал. Правда, теперь его уже можно было вполне терпеть.

Ну, чтож, станок работал. Естественно, хотелось его испытать на реальном зеркале. Но чем шлифовать и полировать? И тут я понял, что сам станок - это еще далеко не все, это только начало.

А потом пошло-поехало. Кольца, планшайбы, детали крепежа, вспомогательные приспособления, и многое другое... В общем, деталей тогда было изготовлено много, и это еще далеко не все. С каждым новым зеркалом приходится изготавливать еще и еще новые детали. От этого никуда не деться.

Наконец-то я приступил к шлифовке зеркала. Нормального крепежа тогда у меня еще не было, а возится с подклеечной смолой мне было лень, и я не придумал ничего другого, как приклеить заготовку к планшайбе скотчем. Скотч - одно из простых и одновременно гениальных изобретений человечества. Где его только не применяют. А вот нашлось и еще одно применение.

Учитывая, что процесс обдирки я начал еще вручную, мне оставалось довести кривизну до расчетной, сошлифовав еще столько же, сколько уже было сошлифовано. Прикинув, что работа эта займет уйму времени, я не особо беспокоился о сроках завершения работ.

Включив станок, я начал шлифовку. Что сказать, процесс механизированной обработки кардинально отличался от ручной. Подсыпай абразива, да подливай воды. А станок монтулит!

Не смотря на невысокие обороты стола, да и вообще неспешную работу станка, обдирка зеркала продвигалась очень быстро, а стрелка кривизны двигалась к назначенной точке просто на глазах. Еще бы!

Да, медленно работал станок, но равномерно и постоянно! Вот и результат. Каково же было мое удивление, когда я решил водрузить на поводок дополнительный груз. Небольшой, килограмм десять, а то и меньше. Станок колбасило не по-детски. И хотя вес станка был около сорока килограмм, довольно увесистый, но и тягать туда-сюда планшайбу с зеркалом, да еще и десятикилограммовую гирю сверху раз в две секунды - это что-то, но значит. Ну да ладно, главное, что при всей этой колбасне станок оставался на месте.

Время шло, и я рассчитывал, ориентируясь на скорость работы станка, что мне еще шлифовать и шлифовать. Но и здесь я был удивлен! С дополнительным грузом станок сгрыз все оставшееся лишнее стекло буквально за 15 минут! Я был в шоке. Итого, завершение обдирки зеркала заняло чуть меньше, чем полдня. Вот это производительность!

Но был один существенный минус. Дело в том, что я второпях приступил к работе без, так называемого, корыта. Поэтому весь лишний абразив, сошлифованное стекло и вода стекали сквозь механизм привода на стол, на котором был установлен станок. Как результат - перемазанные абразивом шестерни, цепи, мотор, редуктор, стол и я.

Непорядок, подумал я и отправился на следующий день в ближайший хозяйственный магазин. На мое счастье там был найден пластиковый тазик диаметром около 60 см. То, что надо!

Притащив его домой я задумался над тем, как же его приладить к станку. Прикинув, что к чему, я начал разметку отверстий под крепеж, шпиндель и слив.

С дырками для крепления все было понятно, они потом закроются болтами. А как быть со сливом и отверстием под шпиндель? Для того чтобы вода не выливалась, на шпиндельном отверстии решено было сделать бортик. Для этого пригодилась пластиковая крышка от неизвестной круглой коробочки.

Со сливным отверстием произошла аналогичная история. Чтобы отверстие было удобно закрывать, когда это необходимо, на него была напаяна горловина с пробкой от старого пластикового флакона из-под шампуни. Просто, быстро и удобно.

Итак, подготовив бывший тазик к установке, я промазал силиконом крепежные отверстия и закрепил корыто на станок. Внешне смотрелось все прекрасно. Вот только борта тазика оказались несколько выше поводковых штанг! Делать нечего, взял лобзик и выпилил для штанг проемы. Эстетика тазика пострадала сильно, но технологичность возросла. Короче, в тот же вечер было произведено испытание корыта. Что говорить, я остался доволен.

Следующим этапом модернизации станка, который я предпринял уже через несколько месяцев работы на нем, стала установка часового механизма. Не смейтесь. Самого настоящего часового механизма... от стиральной машинки. Зачем, спросите вы.

Тот, кому доводилось работать на станке, наверняка помнят моменты, когда на каком-то этапе обработки требуется точная работа по времени. Короткие, 3-х, 5-ти минутные сеансы, или длительные, по 30-60 минут, но одинаковые по времени. Выдерживать по будильнику такое, мягко говоря, затруднительно. По крайней мере, для меня. Поэтому я решил упростить себе жизнь и поставить "часовичок".

С его установкой работа вообще превратилась в удовольствие. Выставил нужный интервал, сыпанул абразива или подлил полирита, включил станок, и пошел книжку спокойно читать. А часовик сам отключит станок в нужное время. Красота да и только. Особенно на стадии обдирки и крупной шлифовке. Да и на полировке тоже. Когда известен точно интервал подсыхания полирита, я просто ставлю часовик на немного меньшее время и все! Полировальник к зеркалу не прихватит никогда. А доводка? Когда приходится работать короткими, буквально минутными сеансами, и чтобы выдержать контролируемость изменений, я сеансы полировки на доводке делаю строго одинаковыми. 1-2 минуты. По секундомеру замахаешся следить. А тут выставил часовик по метке и все. Вот такая маленькая модернизация, которая серьезно облегчила мне жизнь.

Пожалуй, здесь можно было бы и закончить. Станок исправно трудился, неописуемо облегчая мне жизнь и ускоряя процесс шлифовки и полировки. Но не все так просто...

Прошел период активной эксплуатации станка для небольших диаметров зеркал, а 115 мм я отношу к небольшим, и настал период, когда захотелось чего-нибудь большего. И хотя в наличии были заготовки разного диаметра, выбор пал на 265мм. Чего мелочится?

Итак, как только я установил на станок большой стол для будущего зеркала, и начались проблемы. Оказалось, что во время эксплуатации были серьезно разбиты подшипники главного шпинделя, и их требовалось заменить. Но даже и на старых подшипниках попытка ободрать заготовку провалилась. Мощности станка просто не хватало. Так началась модернизация станка, или, если сказать иначе - доведение его до номинала.

На тот момент времени для будущей модернизации уже было кое-что заготовлено. Был подобран двигатель мощностью 1 кВт и соответствующий редуктор. Когда решено было начать модернизацию, старый двигатель с редуктором были сняты. После этого весь станок в комплекте с новыми деталями поехал в мастерскую.

Вся модернизация сводилась к тому, что нужно было установить новый редуктор и двигатель на станок. По крайней мере, я так думал. А завершилось все практически полной переделкой станка.

Первое, что пришлось сделать, это практически вдвое увеличить ноги станка, чтобы была возможность установить редуктор. Затем, для крепления того же редуктора нужно было сделать площадку. И изготовление крепления для двигателя, а также его установка.

Был несколько переделан вал главного шпинделя, благодаря чему стол стал крепиться на резьбе, как и должно было быть с самого начала. Естественно, были заменены и подшипники.

После сборки станок наконец-то весь был покрашен. Затем установлен редуктор, двигатель и прочие навесные детали.

Фактически, на всю модернизацию ушло всего лишь два дня выходных.

Полностью собранный станок заработал сразу же, причем очень тихо. Однако, для установки заготовки на большой стол требовались крепежные приспособления. И не смотря на их простоту, на это был потрачен еще один день.

Вот так, день за днем, совершенствовался станок. Он оставался тем же, на котором я начал работать несколько лет назад, но он уже стал совершенно иным. Теперь это тот станок, который задумывался в самом начале. Он имеет три скорости вращения стола, легко снимаемый стол, универсальное и надежное крепление заготовки на столе, мощности двигателя достаточно, чтобы работать на любых режимах. Из минусов нужно отметить, что станок потерял часовой механизм из-за многократно возросшей мощности двигателя. Однако, я думаю, что со временем этот недостаток я устраню.

Итак, все хорошо, станок работает, шлифует, полирует. Эффективность его возросла в несколько раз. Но ведь этого мало! Хочется, чтобы еще лучше было. И снова модернизация. Однако в этот раз переделывать станок не пришлось.

Модернизация заключалась в изготовлении для станка навесного приспособления для сверления отверстий. Несмотря на то, что звучит это очень впечатляюще, на самом деле выглядит очень просто. Длинная штанга, с одной стороны резьба для регулировки положения, с другой - проточка для установки груза. В центре штанги просверлено отверстие для крепление зажима, в который можно установить сверло нужного диаметра. Вот и все приспособление.

Работает оно очень просто. Снимаются штанги поводкового устройства, а вместо неподвижной устанавливается штанга сверлильного приспособления и резьбовыми гайками производится центровка оси сверла по оси стола. Заготовка устанавливается на стол и при помощи крепежных винтов и индикаторной головки центруется относительно оси вращения стола. Затем изготавливается шаблон. Я его делаю из обрезков линолеума. Беру подходящий кусок и циркулем вычерчиваю окружности края заготовки и будущего отверстия, после чего вырезаю ножницами лишнее. Затем шаблон крепится на заготовке, насыпается абразив, добавляется вода и делается предварительное засверливание, т.е. я даю инструменту возможность углубиться на несколько миллиметров, чтобы образовалась направляющая канавка. Затем шаблон удаляется и сверление продолжается. Скорость работы не высока, но постоянна и равномерна. Благодаря этому полученные высверленные отверстия имеют ровные стенки, а выход инструмента из заготовки по окончании сверления происходит без сколов. На сверление отверстия в заготовке толщиной 20 мм требуется около часа времени.

Вот таким нехитрым способом к возможностям станка была добавлена еще одна.

В завершение этого опуса хочу сказать вот что. Я хотел построить себе телескоп, но мне лень было заниматься шлифовкой и полировкой вручную, что отобрало бы кучу времени и сил. Поэтому я пошел по другому пути - потратил эту самую кучу на изготовление станка. Прав ли я был? Думаю да, т.к. при помощи одного станка уже изготовлено достаточно большое количество зеркал, а работа превратилась в удовольствие. Да и сейчас я частенько подумываю о строительстве второго станка, но уже с принципиально иным подходом как к проектированию, так и к изготовлению его. А каждому телескопостроителю, который до сих пор еще занимается изготовлением оптики вручную, я настоятельно рекомендую - стройте станок. Любой сложности и любой конструкции. Пусть это будет хотя бы моторизованный шпиндель и все. Уже хотя бы такой простой механизацией вы себе сильно облегчите и шлифовку и полировку. Тем более что изготовление станка, как оказалось, не такое уж и сложное дело, а выгода очевидна.

станок ШП-300 в моей мастерской на балконе
мотор от стиралки + запчасти от велосипеда = привод для станка
кривошип
поводок
а сюда, похоже велосипед целиком засунули...
... или даже два!
на планшайбе диагональ. видны металические шлифовальники и стекляный шлифовальник на подвижной планшайбе
стало холодно, и станок пришлось "переехать" в комнату...
... где он внезапно подрос. теперь это уже ШП-300М!
кроме высоких ног он получил мощный редуктор ....
.... и мощный мотор с дополнительным охлаждением
небольшая часть вспомогательного хлама, но очень нужного в определенный момент. особенно важен молоток - для особо кривых зеркал...
кривошип сбоку,
его привод,
а это уже с одетым узлом штанги поводка
а это та самая сливная "дюрочка",
к которой припаяно горлышко от бутылки,
и под которой стоит ведро.
элемент крепления зеркала: кусочек уголка, два болта, две гайки, половинка кольца, немного дрели, немного сварки и готово.
а это реализация старой идеи - простое и универсальное приспособление для сверления отверстий разных диаметров
все просто, до безобразия,
выставил, абразив и воду добавил, станок включил и жди полчаса, ...
а на выходе такая красота.
сферометр, куда же без него.
он же на плоскости
станок в работе. на столе 265 мм.
иногда такие узоры виписывает, залюбуешся.



Михаил КОВЗИКОВ
президент БОЛА "ОРИОН"

 

Чат

Последнее сообщение: 6 лет, 7 мес. назад
  • admin : тестовое сообщение

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять сообщения

Посетители


mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterСегодня32
mod_vvisit_counterВчера65
mod_vvisit_counterЗа неделю424
mod_vvisit_counterЗа прошл.неделю578
mod_vvisit_counterЗа месяц1783
mod_vvisit_counterЗа прошл.месяц2534
mod_vvisit_counterВсего405599

Сейчас на сайте: 2
Ваш IP: 54.167.253.186
,
Сегодня: Нояб. 24, 2017

Сейчас на сайте

Никого