Если вы механик, у вас прямые руки и растут прямо из плеч, а не из другого места, то эта статья для вас.
Статья небольшая - около четырёх метров. Идея, про которую я вам поведаю, пришла мне на ум в 2002 году. В то время я работал в сервисном центре Kodak на Мосфильме. Это было начало новой эпохи появления цифровых фотоаппаратов Kodak в России. Механические поломки объективов в цифровых "мыльницах" - самый распространённый вид неисправностей.
В объективах есть механизм трансфокатора или Zoom, где основная его часть - редуктор. Редуктор состоит из двигателя и шестерней привода. При чрезмерной нагрузке (фотоаппарат включился в футляре) или ударе (стукнули, уронили), ломаются шестерни, которые испытывают запредельную импульсную нагрузку в местах контакта. Как правило, ломается шестерня большого внешнего кольца Zoom и выходная шестерня редуктора. В самом начале, пока настраивались поставки из-за рубежа, с запчастями было туго. Из Голландского сервисного центра Kodak присылали сломанные фотоаппараты на разборку. На российской таможне мы доказывали что это лом, а не рабочие камеры и тратили на это уйму своего рабочего времени. Вся процедура была унизительной и очень длительной. Но запчастей, естественно, не хватало. Вот и возникла у меня идея - делать эти шестерни самому. К своему токарному станку придумал делительную головку, прикупил мелкомодульных дисковых фрез, от 0,3 до 0,6 и сделал привод для самих фрез. После необходимых установок и настроек приступил к изготовлению шестерней. Первая шестерня, которую я сделал, подошла в редуктор объектива не хуже оригинальной. Так я стал делать шестерни для фототехники и не только.
Занимаюсь я этим уже 23 года. За это время было множество переделок и модернизаций, как самой делительной головки, так и привода для модульных фрез. Но первоначальная идея и принцип работы по сути не меняются и сводятся к одному - сделать процесс лёгким и быстрым. Сейчас мой станок нарезает шестерни на металлической болванке в автоматическом режиме.
Отказ от промышленной делительной головки.
Промышленная делительная головка придумана как точное поворотное устройство для фрезерных станков. И стоит как бриллиантовое колье.
Для токарных станков подобного устройства нет. А даже если бы и было, то скорость его работы, а точнее его медлительность, не позволяют оперативно делать зубчатые колёса. Тот, кто сталкивался в своей работе с данным девайсом, понимает, о чем я говорю. Если при изготовлении шестерней с кратными целыми углами смещения ещё как-то можно мириться, то дробные углы увеличивают время поворота на необходимое количество градусов в 2-3 раза. Тратить от 30 минут до часа на изготовление простой 33-х зубой шестерни лично я не готов. А если учесть, что сейчас почти все шестерни, которые я делаю, составные, создавать комплект из двух шестерней в течении целого рабочего дня вещь вообще недопустимая. Тогда-то я и понял, что использовать делительную головку в том виде, в котором она существует уже сто лет, на своем настольном токарном станке точно не смогу, даже сделав её сверхминиатюрной. Так я и жил -
в ожидании готового решения или чуда, пока однажды мой внутренний голос
не сказал : "Хватит ждать, пора бы уже придумать что-нибудь самому". Я согласился и стал придумывать ...
Первая задача - сделать лимб, т.е. расположить по кругу любое количество точек на равном расстоянии друг от друга.
Делить круг на равные части может большинство программ векторной графики. Мне хватает CorelDraw.
Поэтому самый лёгкий способ, который я придумал - нарисовать и распечатать на обыкновенной бумаге круг, поделенный на необходимое количество частей. Вот это и есть ваш лимб.
Теперь остаётся только прикрепить этот лимб к диску и закрепить этот диск в задней части шпинделя токарного станка.
На любой подходящей поверхности корпуса станка установить указатель, стрелку или метку для точного позиционирования лимба. В данном случае - позиционирования самого патрона, т.к. обрабатываемая деталь зажата именно в патроне. Ещё нужно зафиксировать положение перед нарезкой зуба. Долгое время использовал для этого клин, который устанавливал между корпусом и патроном. Клин делал из деревяшки с резиновой прокладкой. Просто и эффективно.
Вторая задача - сделать фрезерную головку для модульных фрез. В резцедержатель токарного станка устанавливается самодельная фрезерная головка с дисковой фрезой необходимого модуля.
Двигатель и редуктор закреплены на подвижной каретке, для регулировки положения фрезы по вертикали. Все остальные настройки выполняются механизмами перемещения самого токарного станка.
Если вы правильно настроили перпендикулярность и параллельность всех участвующих в работе узлов, а также, точно определили центр детали относительно фрезы, вы сможете отфрезеровать ровные зубья и сделать шестерню не хуже оригинальной. Двигатель для привода вертикальной фрезерной головки был взят из старого лазерного принтера. Шестерни для редуктора приобретены в Китае. Пара шестерней, которые я купил, подошли идеально. Закалка и качество самих шестерней, очень хорошее.
Для компактности конструкции вертикальной головки, применена схема "валетом".
На двух опорах с подшипниками установлен вал 8 мм. На валу, с одной стороны оправка, для установки фрезы, с другой большая шестерня. Двигатель с малой шестерней установлен рядом с осью. Получилось небольшое, но достаточно мощное устройство, способное нарезать зубъя шестерней с одного прохода.
После того как в 2021 году купил себе 3D принтер, сразу сделал отдельно горизонтальную и вертикальную головки. До этого приходилось под разные задачи разбирать одну и ту же. А это не есть хорошо, хотя-бы потому, что сбиваются все настройки перпендикулярности.
Потом пришла идея - полностью автоматизировать процесс нарезки зубъев. Поэтому сразу возникла третья задача - сделать отдельное устройство для вращения шпинделя со скоростью 1-2 об/мин.
Для этого был разработан отдельный привод для токарного патрона.
Затем решена четвёртая задача - придумана новая система фиксации угла поворота.
Пятая задача, самая длительная, но не менее интересная - блок автоматики, который управляет шаговым двигателем малой продольной каретки, двигателем привода патрона и злектромагнитом фиксатора.
Программа управления, электроника и механика минимизированы и построены без элементов обратной связи и каких-либо датчиков, а значит без дополнительных проводов. Для этого придумана пара нестандартных решений в механической и программной части.
Функционал самого токарного станка после нововведений никак не нарушен. Всё, что нужно сделать, чтобы вернуть станок в рабочее состояние - снять фрезерную головку, помещённую в резцедержатель и натянуть ослабленные ремни привода шпинделя. На это тратиться "уйма времени" - две минуты :-) После всех настроек, корректировок, мелких переделок и довольно длительного практического использования, можно смело рекомендовать данное устройство к повторению.
Желаю всем интересных идей и удачи ! Пишите на почту remont-kodak@ya.ru. С удовольствием отвечу на все ваши вопросы.