Здравствуйте уважаемые. Из этой статьи вы узнаете что такое фрактальные тиски, в чем их секрет, рассмотрим их современные аналоги, а также вы увидите где еще можно применить такую конструкцию.
Несколько месяцев назад в Интернете появилось видео о реставрации старых тисков интересной конструкции. В этом видео автор назвал их фрактальными тисками.
Конструкция этих тисков была описана в патенте №US1059545 от 1913 года. Автор Паулин Карл Кунце (Paulin Karl Kunze) – инженер из Вены.
И естественно, в оригинале они не могли быть названы фрактальными, так как понятие «фрактал», в котором его уместно применить здесь ввел Бенуа Мандельброт только в 1975 году. Поэтому в оригинальном патенте эти тиски были названы «Устройством для обеспечения плотного контакта, сцепления или зажатия предмета произвольной формы»
Буквально через две недели после публикации видео с реставрацией этих тисков в Интернете появилась 3D-модель, адаптированная для распечатки на 3D-принтере. Ссылка на эту модель есть в описании.
Я скачал эту модель и распечатал. Было интересно самому в живую попробовать это изобретение более чем вековой давности. В целом распечатанная модель работает как надо, но, будучи изготовленной из пластика, это скорее игрушка, чем полезный инструмент.
В чем основное достоинство тисков такой конструкции? В чем же их уникальность? Дело в том, что фрактальная конструкция этих тисков не просто позволяет зажимать предметы произвольной формы, а делает это с одинаковым усилием в каждой точке касания. Получается, что предмет в таких тисках зажимается равномерно. Происходит это благодаря симметричной рычажной системы. Сейчас я вам это продемонстрирую на небольшой модели в этом видео:
Какие могут быть недостатки у фрактальных тисков? Думаю, самый очевидный – это сложность в изготовлении. На современных станках сделать такие тиски не так уж сложно, а вот сто лет назад подогнать все детали друг к другу было не так уж легко. Надо отдать должное тем, кто их изготавливал в те времена. Но при этом на тех же современных станках куда проще и быстрее сделать обычные слесарные тиски.
При этом в единичных экземплярах фрактальные тиски изготавливаются до сих пор. Вот пример шарногеля одного ювелира:
Шарногель – это специальные ювелирные тиски.
Интересно, неужели за более чем сотню лет не придумали что-то аналогичное, но проще. Оказывается, не очень много в этом направлении создавалось. Но несколько конструкций найти я смог. Думаю, основная причина в том, что классические слесарные и лекальные тиски вполне перекрывают все потребности и изобретать велосипед никто не хочет.
Первое, что я смог найти это матричные тиски:
Каждый из зажимов этих тисков представляет собой множество подпружиненных штырьков, которые перемещаются при зажатии детали. Таким образом, штырьки выстраиваются по форме зажимаемой детали, затем все штырьки фиксируются специальным рычагом.
Но в такой конструкции сложно обеспечить равномерное усилие на каждом штырьке.
Еще мне попались интересные тиски, в которых за распределение усилий между набором губок отвечают мелкие шарики:
При зажатии детали произвольной формы шарики перераспределяются в полости. Не думаю, что усилие распределяется на столько же равномерно как во фрактальных тисках. Здесь оно распределяется, возможно, чуть лучше, чем в матричных тисках.
Еще есть проект, реализуемый через Кикстартер под названием Adaptix Soft Jaw:
Предлагаемые в данном проекте тиски представляют собой два набора губок, которые сначала вручную выставляются по форме детали. Затем каждый набор губок стягивается болтом, чтобы губки не могли двигаться относительно друг друга. Далее происходит зажатие детали как в классических тисках.
Одними только тисками патент 1913 года не ограничивается. В патенте описаны опоры для тел произвольной формы, фрактальные тормозные колодки и даже сидения для кресел:
Но, как показала история, особой популярности ни одна из этих идей не получила. Будем надеяться, что столь оригинальное и интересное изобретение все же найдет более широкое применение.
На этом пока все.