Este instructivo describe el proceso de ensamblaje de mi máquina CNC de segunda generación, que diseñé para que sea simple de construir y lo suficientemente silencioso como para ser amigable con el apartamento. He incluido ejemplos de proyectos que hice en las primeras dos semanas de uso de la máquina para demostrar sus capacidades.

Esta es la segunda máquina CNC que he diseñado y construido. Mi primera máquina se basó en el instructivo de oomlout "Cómo hacer una máquina CNC de tres ejes (fácil y barato)" (de lejos, mi instructivo favorito y el que me enganchó en el sitio). Tuvo un éxito moderado, eliminando varias partes de la espuma (aquí se puede encontrar un resumen de las piezas hechas en mi blog abandonado junto con algunas fotos de compilación). La falta de rigidez general y el juego en los mecanismos lineales hicieron que el contrachapado y los plásticos no pudieran cortarse de manera efectiva. La mayor desventaja de la máquina fue la dificultad de configurar y cuadrar los ejes, y no tenía la capacidad de hacer ajustes finos una vez que se configuró. Las poleas impulsoras se emparedaron entre los lados del pórtico y, si una polea aflojaba, toda la estructura del pórtico tenía que desmontarse y volver a armarse y volver a cuadrarse (un par de noches de trabajo).

Al revisar los diseños publicados para una máquina de segunda generación, volví a visitar el CNC de Joe, un diseño popular, pero cuestioné mi capacidad para producir tantas piezas duplicadas con suficiente precisión. Me encontré con buildyourcnc.com y su diseño blueChick. Lo que me llamó la atención fue el uso que hacían de los cojinetes de ranura en V y cómo simplificaba el diseño y la facilidad de alineación de los ejes. Anteriormente había descontado los rodamientos con ranura en V debido a su costo ($ 150 / set vs. $ 12 para los rodamientos para patines), pero después de mi primera versión, tenía la experiencia suficiente para comprender completamente sus beneficios y darme cuenta de que valía la pena la inversión. El blueChick era más simple que el diseño CNC de Joe, pero aún era un poco demasiado complejo para mi gusto, así que me puse a diseñar una nueva máquina basada en los nuevos rodamientos. Se me ocurrió un nuevo diseño con tres características de diseño principales que solucionaron las deficiencias de mi primera máquina:

1) Todos los mecanismos de accionamiento están expuestos. Si algo requiere ajuste o ajuste, puede acercarse con una llave Allen, un destornillador o una llave y acceder a todo lo que permite que la máquina vuelva a estar en funcionamiento en cuestión de minutos. Los ejes son fáciles de configurar con los rodamientos de ranura en V y se pueden ajustar por microajuste una vez instalados.

2) El diseño tiene un bajo número de componentes fabricados y permite bajas tolerancias de construcción. La precisión se basa en la planitud del contrachapado y la rectitud de las extrusiones de aluminio. Todos los componentes fabricados se pueden cortar aproximadamente (excepto dos bordes detallados en el Paso 3) y todos los orificios están sobredimensionados para permitir leves imprecisiones en la perforación. Esto permite eliminar cualquier inexactitud en la etapa de construcción durante el montaje sin perder ninguna precisión.

3) Bajo ruido operacional. La máquina tenía que ser lo suficientemente silenciosa para usarla en un apartamento o no podría usarla. La herramienta rotativa que utilicé en mi última máquina funcionó bien, pero cuando funcionaba a 20k rpm, gritaba demasiado fuerte para que la usara en mi nuevo hogar. Un eje personalizado fue construido como una solución de bajo nivel de ruido con una reducción insignificante en el rendimiento.

Suministros:

Paso 1: Terminología y especificaciones

Las especificaciones generales de la máquina son las siguientes:

Volumen de corte 22 1/2 "x 18 1/4" x 2 1/4"

Unidades de eje:

X&Y: Correas de distribución MXL con polea de 40 ranuras (paso dia. 1.019 ") resolución máxima de 0.004 pulgadas a 1/4 micro pasos

Z: varilla roscada de 1/4 ". Resolución teórica de 0.00006 pulgadas a 1/4 de micro paso a paso

Todos los ejes propulsados ​​por motores paso a paso de 130 oz.

La velocidad / profundidad de corte dependen del material a cortar y están limitadas por la potencia del husillo y la broca del enrutador hechos en casa.

La terminología de los diferentes componentes como los referiré se muestra en la imagen. Tengo los ejes X&Y orientados como se muestra, de modo que al sentarse frente a la máquina, los ejes coinciden con un dibujo 3D CAD tal como se ve en una vista superior (eje X horizontal, Y vertical y Z fuera de la página / pantalla).

Paso 2: Lista de materiales

Se adjunta un desglose de los componentes y el costo de la máquina. El hardware y el aluminio se compraron en lotes de tiendas locales de mejoras para el hogar como una cuestión de conveniencia a medida que avanzaba el diseño y se muestran los precios. Con una lista completa de materiales, estos pueden obtenerse de proveedores dedicados de metal y sujetadores con un descuento significativo. Todos los precios están en dólares canadienses; estos artículos serán mucho más baratos en los mismos estantes para mis vecinos en los EE. UU. A pesar de que Canadá es un país métrico, todos los tamaños de stock de madera, metales y ferretería son imperiales con un marcado margen en los componentes métricos, incluso si están disponibles. Debido a esto, todos los componentes son tamaños imperiales distintos del contrachapado (nunca antes había visto un contrachapado métrico en una tienda de mejoras para el hogar, por lo que probablemente fue la mitad del precio del stock imperial de espesor similar).

El costo general de la máquina fue superior al que esperaba cuando comencé mi primera máquina, pero estos costos se han distribuido a lo largo de los cuatro años que llevo trabajando en el proyecto. Una comparación con los productos comerciales de nivel de entrada en el mercado muestra que la ruta del bricolaje sigue siendo una forma más económica de hacerlo. Si bien estas máquinas pueden tener un mejor rendimiento que un diseño con marco de madera construido en casa, no se puede reemplazar la satisfacción de hacer una máquina usted mismo. Tampoco estoy seguro de cuán flexibles son estos para ejecutar diferentes controladores y la flexibilidad general sobre cómo puede usar las máquinas.

ShopBot Desktop $ 4995 + impuestos + husillo S&H +

Laguana Swift $ 4900 + impuestos + S&H

Rockler CNC Shark Pro Plus $ 3800 + impuestos + husillo S&H +

General Internacional i-Carver $ 2100 + Impuestos

El kit M3 de Lumenlab parece un buen producto, pero a $ 999 + S&H + software + controlador, el precio total será de más de $ 1500 para ponerlo en funcionamiento.

Una nota sobre los diseños titulados CNC por menos de $ XXX dólares (generalmente menos de $ 200). Siempre habrá una compensación entre rendimiento y precio. Las máquinas con muy poca fuerza en la herramienta pueden fabricarse a precios muy bajos (para dibujar, cortar espuma e imprimir en 3D), pero cuando se cortan materiales más duros, hay que reforzar las cosas. Estas no son máquinas malas, pero sea claro con lo que está construyendo, así que no se decepcionará cuando la cosa se doble por la mitad cuando se trata de cortar madera contrachapada. Estos precios también omiten varias partes clave, solo que incluyen los componentes principales en el precio. Es sorprendente ver la rapidez con la que se agregan algunos pernos de 1/4 "y 3/8", y ciertamente no incluyen el software (ni cuentan las versiones de prueba como una solución permanente) y las placas de controladores. Sin estos, su CNC de $ 150 es solo un exceso de peso en papel.

Resumen de la lista de materiales:

Madera contrachapada y metales: $ 158.25

Hardware: $ 107.77

Componentes de la línea de transmisión $ 261.46

Electrónica $ 442.04

Software $ 522.26

Misceláneos $ 11.19

Gran total $ 1502.96

Paso 3: Piezas fabricadas

La lista de piezas fabricadas que se requieren se clasifica según el siguiente material En la parte inferior de la página se adjuntan dibujos de todas las partes en formato pdf.

Madera contrachapada de 18 mm

-Base

-Al lado derecho

-Lado de Gantry Izquierdo

Asamblea de padrina

-Carretilla

Plano de aluminio de 1 "x 1/8"

-2x carril Y

Ángulo del carril de -2x Y

-Top X Rail

- Carril inferior X

-2x carril Z

Piso de acero de 3/4 "x 1/8"

Abrazadera de la correa -4x

MDF

-Bloque teniendo

Placa de motor

3/8 "Capa

- Placa del motor del husillo.

-2x abrazadera de rodamiento del husillo

Abrazadera de eje Z

Ángulo de aluminio de 1 1/2 "x 1 1/2" x 1/8 "

- Soporte del motor del cortador.

- Soporte de husillo superior

- Soporte del motor del husillo.

- soporte de husillo de fondo

Las partes han sido diseñadas para ser lo más simples posible de producir. Corté todo con una sierra de calar, taladradora, lijadora de disco y sierra para metales. La lijadora de disco simplificó en gran medida el proceso, ya que pude cortar las piezas con mi sierra de calar y lijar hasta la línea, lo que me dio un borde muy preciso y limpio. Además de ser lo más simples posible, las piezas han sido diseñadas para permitir imprecisiones en la fabricación con todos los orificios sobredimensionados para eliminar cualquier desalineación. La única parte que debe hacerse con gran cuidado es la Asamblea de pórtico. Una vez que las piezas se cortan y se pegan, los bordes deben estar perfectamente cuadrados a la cara frontal o la máquina no será cuadrada. El uso de una lijadora de disco hizo que esto fuera fácil de hacer ya que sostuve la cara frontal al ras contra un calibrador de ingletes y lijé el borde hasta que quedara cuadrado. Si no tiene una lijadora de disco, los bordes tendrán que ser cuadrados utilizando papel de lija o un plano de bloque hasta que sea cierto, lo que llevará más tiempo pero es factible.

Desafortunadamente, no tengo ninguna imagen de las partes que se están cortando ya que no estaba pensando en hacer un Instructable en ese momento. Un buen ojo podrá ver que estas piezas ya han sido ensambladas. Ensamblando la máquina la primera vez que me topé con algunos problemas inesperados de interferencia. Por ejemplo, la ubicación de los cojinetes de ranura en V para el eje Z, así como la ubicación de la tuerca antirreflejo tuvieron que modificarse, lo que llevó a que el carrito se pareciera mucho al queso chancho al final. Los dibujos adjuntos muestran las ubicaciones de los orificios modificados y no tendrán tantos orificios como las partes que se muestran en las fotos.

Paso 4: Ensamblaje de la base

Piezas fabricadas requeridas:

Base de madera contrachapada

2x Y-Rail

Ángulo Y-Rail 2x

4x abrazaderas de cinturón

Hardware requerido:

8x 8-32 x ½ tornillo de máquina

6x 8-32 x 1 ¼ tornillo de máquina

Lavadora 28x # 8

14x 8-32 tuerca

8x 1 "¼" dia hexagonal perno

8x ¼ "tuerca cruzada

Inserto roscado de 25x ¼ "x 11 mm

La base es la base de la máquina y debe proporcionar un soporte plano y estable para montar la pieza de trabajo y soportar los rieles lineales. Se eligió una capa de abedul de 18 mm para formar la base, ya que estaba disponible a un precio asequible, es fácil de mecanizar y se puede esperar que resista la expansión estacional y la deformación. Otro beneficio del uso de la capa es que las dimensiones generales no están limitadas por los tamaños de material disponibles. Tenía a mano una mesa de juegos para niños mayores que usaba para apoyar la base. El ancho de la máquina (eje X) es tal que los rieles lineales sobresalen de los lados para tener espacio libre en la parte inferior. No tengo acceso a una sierra de mesa, por lo que el alero fue importante, ya que construir una caja de torsión plana para proporcionar una elevación adecuada hubiera sido difícil. La longitud (eje Y) de la base fue impulsada por la longitud de las correas dentadas que había comprado. Se determina que la longitud de la base es la longitud de la correa más el alcance de los pernos de ojo menos la longitud del bucle alrededor de la polea de transmisión (consulte el Paso 13).

Las dimensiones de la máquina no son óptimas para longitudes estándar de extrusiones de aluminio que se encuentran en los centros residenciales (36 ", 48" y 72 "). Al usar diferentes correas de distribución, la máquina podría ser rediseñada para tener una longitud de riel de 24 "o 36" para usar estos materiales de manera más eficiente.

4.1 El primer paso es encontrar un soporte adecuado para la máquina. Si no se usa una configuración similar a la mía con un saliente, la base tendrá que construirse para proporcionar 2 "de espacio debajo de los rieles, medidos desde la superficie superior de la base. La mejor manera de hacerlo sería con una construcción de caja de torsión para proporcionar la superficie más acanalada posible (http://www.thewoodwhisperer.com/videos/episode-18-assembly-table-torsion-box/) una opción más simple sería simplemente apilar hojas de capas más estrechas que la base debajo.

4.2 Una vez que la base está ubicada en una superficie adecuada, los rieles en Y pueden unirse. Cada riel Y y el ángulo del riel Y se unen utilizando un tornillo de máquina de 8-32 x ½ ”, dos arandelas y una tuerca en cada uno de los 4 orificios. La altura del riel se estableció colocando un corte exterior de la barra plana de aluminio de 1/8 ”en cada extremo del ángulo y colocando el plano al ras con la superficie superior (foto # 4) y luego apretando los tornillos. Estos tornillos deben apretarse firmemente para garantizar que el riel no se deslice. La altura exacta del riel no es crítica, siempre y cuando sea mayor que 1/16 "para que la distancia entre los cojinetes de la ranura en V se apoye en el borde de la barra plana y que la separación sea constante a lo largo del riel. y entre los dos carriles.

La foto # 5 muestra la sección transversal terminada del riel y # 6 muestra el riel completo.

4.3 Con los rieles montados se pueden unir a la base. Esto se hace usando tres tornillos de máquina de 8-32 x 1 ¼ ”por riel y dos arandelas y una tuerca por tornillo (foto n. ° 7). Solo apriete las tuercas sin apretar para que el riel permanezca libre para moverse sobre la base, estas se apretarán en el paso 6.5 cuando se trata de hacer coincidir la separación del riel con el ancho del pórtico.

4.4 Las abrazaderas de la correa se adjuntan a continuación. No hay nada especial en poner los soportes, dos pernos hexagonales de 2 ¼ "x 1" en dos tuercas cruzadas por esquina, vea las fotos n. ° 8 y n. ° 9 para obtener toda la información que necesitará. Asegúrese de que las partes superiores estén al ras o debajo de la parte superior de la base para que se pueda montar un material de gran tamaño que sobresale de la base. Los pernos hexagonales solo deben colocarse con los dedos apretados, ya que la tensión de la correa proporcionará precarga. (*** NOTA He incluido este paso aquí, ya que están relacionados con la base, pero déjelos apagados hasta que instale los laterales del pórtico; de lo contrario, tendrá que quitar uno por lado para colocar los cojinetes en V Los rieles en el paso 5.3)

4.5 El paso final para ensamblar la base es instalar los insertos roscados para sujetar la pieza de trabajo. Estos fueron elegidos ya que son fáciles de instalar. Un par de dados enrutados en la base con t-canales proporcionaría más flexibilidad para la fijación, pero agregaría complejidad de construcción que, como se mencionó anteriormente, se evitó en el diseño. Tenga cuidado al instalarlos ya que pueden levantar la superficie de la madera contrachapada haciendo que la superficie sea desigual. Los chaflanes en estos agujeros ayudan mucho para evitar esto, así que no los omita.

Con los rieles en Y, los soportes de la correa y los insertos roscados en su lugar, la base está completa y lista para sostener el pórtico.

Paso 5: Montaje lateral del pórtico

Piezas fabricadas requeridas:

1x lado izquierdo del pórtico

1x Gantry Side Right

8x arandelas modificadas de 5/16"

Hardware requerido:

8x 3/8 rodamientos de ranura en V

8x 3/8 "lavadoras

8x 3/8 "tuerca

Tornillo hexagonal de 3/8 "x 2"

Rodamientos de patines 4x 8mm.

4x 5/16 ”x 1 ¼” tornillo hexagonal

Lavadora 4x 5/16 ”

Lavadora de 8x ¼"

4x 5/16 "tuerca

2x ¼ "tuerca cruzada

2x ¼ "x 1 ½" perno hexagonal

Para construir el pórtico, comenzaremos con los lados que corren a lo largo de los rieles en Y. En este paso veremos lo asombrosos que son los cojinetes de ranura en V y la facilidad con que hacen el proceso de ensamblaje.

Los lados del pórtico son similares, pero con diferencias entre la izquierda y la derecha para los taladros del contador de rodamientos libres y los taladros del contador del interruptor de límite. Los taladros del contador del interruptor de límite están en el exterior de los extremos cuando se instalan y los taladros del contador del cojinete intermedio están en el interior. Las características para el montaje del motor paso a paso se repiten en ambos lados para que el paso a paso sea reversible si desea instalarlo en el otro lado por cualquier motivo.

5.1 Los cojinetes de ranura en V de 3/8 "se instalan usando el hardware que se muestra en la foto # 3 con la arandela de 3/8" en el exterior y una arandela de 5/16 "modificada en el interior. Una arandela modificada de 5/16 "es una arandela de 5/16" aburrida a una identificación de 3/8 ". Esto se hace porque una arandela normal de 3/8 ”frotará contra las carreras interior y exterior del rodamiento, pero el diámetro exterior de la arandela de 5/16” es tal que solo se apoya la carrera interna permitiendo que el rodamiento gire. Apriete los rodamientos superiores de manera segura pero mantenga los de abajo sueltos por el momento. Los pernos deben estar lo suficientemente ajustados para que los cojinetes no se muevan con una fuerza razonable, pero no los apriete tan fuerte que las arandelas aplasten el contrachapado debajo de ellos. Las consecuencias de esto se describen en la Nota 2 más adelante.

5.2 El siguiente elemento a instalar son los cojinetes de rueda libre de 8 mm para la correa dentada. Estos tienen una arandela de 5/16 "en el interior en el orificio del mostrador, y dos arandelas de ¼" en el exterior para proporcionar el espacio requerido. Las arandelas de ¼ "se usan por la misma razón que las arandelas modificadas de 5/16" para los cojinetes de ranura en V. Fotos # 4,5,6,7 muestra la configuración.

5.3 Los cojinetes de ranura en V ahora pueden apretarse contra los rieles. Comience deslizando los cojinetes sobre los rieles (Foto # 9), ojalá haya seguido la nota del paso 4.4 y no haya puesto los soportes de la correa; de lo contrario, retire uno por lado para colocar los cojinetes sobre los rieles. Los cojinetes superiores ya están apretados, por lo que solo los cuatro inferiores requieren atención. No tengo ninguna imagen de este paso, ya que requiere ambas manos para hacerlo. Para cada juego de cojinetes superior e inferior, apriete los cojinetes junto con sus dedos mientras aprieta el perno. Envolví los cojinetes en una toalla, ya que querrás apretarlos lo más apretados posible, pero tienen bordes bastante afilados. Una vez que haya completado este paso para ambos rodamientos por lado, debe poder agarrar el lado del pórtico y girarlo en todas direcciones sin ningún juego perceptible (mantenga presionado el riel cuando lo pruebe, ya que todavía deberían estar sueltos; para apretarlos al final de este paso).

Nota 1:

Hasta este punto, todo debería haber ido bien, siempre y cuando los orificios se hayan perforado a 1/16 "de sus posiciones indicadas, lo que debería poder realizarse incluso con herramientas de mano (está diseñado para perdonar de esa manera).

Existe la posibilidad de que no pueda obtener suficiente separación entre los cojinetes para colocarlos en el piso de aluminio si los orificios no se han ubicado dentro de la tolerancia especificada. Si esto sucede, vuelva a apretar los cojinetes superiores para que se sientan lo más alto posible en los orificios y vuelva a intentar el ensamblaje.Si esto todavía no resuelve el problema, los orificios inferiores deberán volver a perforarse a un tamaño más grande. A estos orificios no se les ha dado la misma cantidad de espacio de maniobra que a los otros para mantener todo el material posible debajo de las arandelas para evitar el aplastamiento.

Nota 2:

No he mencionado alinear el lado del pórtico con la vertical durante este paso (cuando digo vertical me refiero cuando veo desde el lado. Con los rodamientos apretados alrededor del riel, el lado del pórtico se alineará automáticamente para estar vertical respecto a la base cuando se vea desde Si no es así, el culpable más probable sería una arandela que haya aplastado el contrachapado a su alrededor al apretar el perno demasiado. Si esto ha sucedido, debe rehacer el lado del pórtico, ya que será casi imposible de obtener. todos los cojinetes alineados en el mismo plano.) Si los orificios de los cojinetes superiores se perforan en línea unos con otros y los pernos se registran en la misma cara (parte superior o inferior del orificio), el lado del pórtico se colocará dentro de un grado o Dos de la vertical. Cualquier desalineación (angular y altura sobre la base) se tomará en la conexión del lado del pórtico con el conjunto del pórtico. Tener esta flexibilidad en el diseño más adelante le permite concentrarse en colocar un par de cojinetes alrededor del riel a la vez en lugar de preocuparse por varias cosas a la vez.

5.4 El último elemento para los lados del pórtico son los "topes" de interruptor de límite que activan los interruptores de límite. En las fotos nº 10 y 11, solo se muestran en el lado en el que se encuentran los interruptores de límite y se pueden modificar en longitud utilizando una longitud de perno hexagonal diferente. Apriételos a mano hasta que el extremo del perno llegue al fondo de la madera contrachapada presionando contra la tuerca cruzada. No utilice una llave en estos ya que puede apretar demasiado y aplastar el contrachapado. Finalmente, los soportes de la correa se pueden instalar según el paso 4.4, así que adelante, póntelos ahora.

Paso 6: Asamblea de pórtico

Piezas fabricadas requeridas:

1x Asamblea de pórtico

1x X carril superior

Parte inferior del riel 1x

Hardware requerido:

Tornillo hexagonal de 6x ¼ "x 2 ¼"

Lavadora de 6x ¼"

6x ¼ "tuerca cruzada

8x 8-32 x 1 ¼ "tornillo de máquina

8x 8-32 tuerca

Lavadora 16x # 8

Una vez que haya construido el ensamblaje de Gantry, ya habrá terminado la parte más difícil de este paso. La cuadratura y la rigidez de la máquina dependen de cuán cuadrados sean los extremos del ensamblaje del pórtico. Tómese el tiempo para verificar esto antes de continuar.

6.1 Tome el ensamblaje del pórtico y fíjelo con los pernos de ¼ "y las tuercas transversales (6 de cada uno) con una arandela de ¼" debajo de la cabeza del perno. Las fotos # 1,2 y 3 muestran todas las partes y piezas.

6.2 Con el conjunto de pórtico suelto en su lugar, apriete los tres tornillos de máquina 8-32 en uno de los rieles en Y para bloquearlo en su lugar. Trate de obtener el riel para que los pernos queden aproximadamente centrados en sus orificios y el riel esté paralelo al lado de la base.

6.3 Con uno de los rieles bloqueados, apriete los tres pernos hexagonales de ¼ ”en ese lado. Mientras aprieta los pernos, sostenga un cuadrado hasta la cara frontal del ensamblaje del pórtico para mantenerlo cuadrado con la base y alinee la parte inferior a aproximadamente 4 "de la base (foto n. ° 7). La distancia real que puede obtener desde la superficie de la base dependerá de cómo se instalaron los rodamientos v-grove, pero no debería estar fuera más de un octavo de pulgada. La altura no es terriblemente importante, pero ser cuadrada con la base es, enfóquese en eso cuando apretando los tornillos.

6.4 Ahora puede apretar los tres pernos hexagonales de ¼ ”en el otro lado. Apriete los pernos uniformemente, no uno a la vez, vigilando cómo el ensamblaje del pórtico se une con el lado del pórtico. Se pueden encontrar problemas similares según lo cubierto por la Nota 1 del Paso 5. Si todo va bien, no habrá huecos como en la Foto # 6 cuando los pernos se aprieten sin apretar. Se pueden encontrar cuatro problemas de alineación:

1) Una brecha en cualquier lugar y con los rieles paralelos entre sí y los lados del pórtico verticales cuando se ven desde la parte frontal es una señal de que los lados del conjunto del pórtico no son cuadrados y planos.

2) Un espacio en el perno superior y con el lado del pórtico inclinado hacia afuera cuando se ve desde el frente es una señal de que los rieles no pueden distanciarse lo suficiente.

3) Un espacio en el perno inferior y con el lado del pórtico inclinado hacia adentro cuando se ve desde el frente es una señal de que los rieles no pueden distanciarse lo suficientemente cerca.

4) Un espacio en el perno central / trasero y con los rieles no paralelos entre sí cuando se ve desde arriba es una señal de que los extremos del conjunto del pórtico no son cuadrados.

Los problemas 1 y 4 requieren modificaciones en el ensamblaje del pórtico. Los problemas 2 y 3 se pueden resolver ajustando el riel que se apretó en el paso 6.2. En el caso del n. ° 2, afloje el riel y vuelva a apretarlo lo más posible, o lo más adentro posible en el caso del n. ° 3. Si este ajuste no fuera suficiente, mida la distancia entre los orificios en la base y la longitud del ensamblaje del pórtico; taladre los orificios en la base para dar mayor flexibilidad o reducir la longitud del ensamblaje del pórtico según sea necesario.

6.5 Una vez que el ensamblaje del pórtico es cuadrado y los seis pernos están apretados, deslice el pórtico (ahora los lados del pórtico y el ensamblaje del pórtico están todos unidos, simplemente me referiré a él como el pórtico) a un extremo de la base. Colóquela hacia atrás y adelante una o dos pulgadas para asegurarse de que el riel se haya movido a la distancia adecuada del otro riel y que todo esté liso. Una vez que esté satisfecho, apriete el tornillo de la máquina 8-32 en ese extremo para apretar el segundo riel. Deslice el pórtico hacia el otro extremo y repita el proceso de deslizar el pórtico hacia adelante y hacia atrás. Apriete el tornillo central de la máquina y luego el final.

En este punto, ambos rieles Y deben estar asegurados a la base, la cara frontal del pórtico en cuadratura a la base y el pórtico libre para deslizar la longitud de los rieles sin juego ni atascamiento.

Este proceso ha resultado laborioso y tedioso, pero no tuve problemas para ensamblar las cosas en la primera ejecución, lo que me llevó menos de cinco minutos. Espero que mi éxito sea repetible y, si no, los detalles proporcionados serán suficientes para resolver cualquier problema.

6.6 Pasando a los rieles del eje X, fije las partes planas de aluminio usando arandelas en ambos lados y apretando con los dedos. Armé un medidor de altura rápido con un trozo de madera y una abrazadera en C para colocar el riel inferior (foto # 10). Sujete la madera a una altura que soporte el riel de aluminio con un espacio de 1/8 "desde la parte inferior del Pórtico (requerido para que los cojinetes de ranura en V puedan acomodarse). Con el riel apoyado en la madera en un extremo, apriete el tornillo de la máquina. Al apretar, intente mantener el riel nivelado, más de esto en un segundo. Muévase hacia el otro lado y apoye el riel inferior en la madera y apriételo.

Si el riel estaba perfectamente nivelado después de haber apretado el primer tornillo, habrá terminado. Sin embargo, si hubiera una desalineación, el riel habría girado alrededor del tornillo que se apretó primero cuando lo ajustó en el otro extremo y no quedaría uniforme. a lo largo de su longitud. Ir hacia adelante y hacia atrás nivelando hacia fuera, afinando lentamente para que quede apretado contra el bloque de madera en toda la longitud. Esto me tomó 2-3 iteraciones para lograr. ¡Asegúrate de que el bloque de madera no se mueva mientras haces esto! Realmente debería haber usado dos abrazaderas en C para mantenerlo en su lugar y evitar que se deslice hacia abajo.

Tómese su tiempo en este paso para hacerlo bien. Si el riel no es una altura constante a lo largo de su longitud, su herramienta de corte no funcionará a una altura constante sobre la pieza de trabajo. Una vez que las cosas estén bien colocadas, apriete los dos tornillos interiores.

6.7 Una vez que esté satisfecho con el riel inferior, coloque el riel superior paralelo a la parte inferior. El riel inferior es nuestro dato y el riel superior debe estar a una distancia constante. Si la distancia no es consistente, el trolley funcionará suavemente sin juego en el medio, tendrá un juego excesivo en un extremo y se unirá en el otro. Utilicé un par de calibradores digitales bloqueados a la longitud requerida como herramienta de medición. Estos no son necesarios y son excesivos, un trasmallo o una regla con dos piezas de madera sujetadas a él similar a la utilizada anteriormente será más que adecuada para la tarea. Como de costumbre, coloque la superficie superior del riel a una distancia de 1/8 "pulgadas de la parte superior del pórtico para dejar espacio libre para el rodamiento de ranura en V. La distancia entre los rieles es apenas inferior a 5 ¼" (Nota: Estoy haciendo un trabajo terrible de medir la distancia en la foto # 11, los bordes de los rieles deben estar a la misma distancia de las puntas de los calibradores. Ajuste la altura del riel como en el paso 6.6 hasta que sea consistente a lo largo de toda la longitud.

Paso 7: Tren Eje Y

Piezas fabricadas requeridas:

Bloque de cojinete

Varilla de acero de ¼"

Hardware requerido:

Motor paso a paso

2x polea de la correa de distribución MXL

Acoplamiento de araña de ¼ "a ¼"

¼ "ID rodamiento de patines

Collar de eje de ¼"

Tornillo de máquina 3x 8-32 x 2"

Tornillo de máquina 3x 8-32 x 1 ¼"

Lavadora 9x # 8

6x # 8 tuerca

Este es mi paso favorito, ya que utiliza la menor cantidad de componentes fabricados, es fácil de completar y le da una sensación de logro sin hacer mucho.

7.1 Comience por colocar una de las poleas de la correa de distribución en el eje delantero del motor paso a paso. Seque en seco el paso a paso para obtener la posición correcta de la polea, de manera que sobresalga del lado y se alinee con los cojinetes de la polea guía inferior (foto # 16).

Nota: para todos los accesorios del eje, alinee el tornillo de fijación con la parte plana del eje al apretar.

Nota de diseño: Las poleas de la correa de distribución que compré tienen tornillos de fijación molestos y pequeños para un eje de ¼ ", la mitad del tamaño que los del collar del eje de ¼". Cuando inicialmente armé esta máquina y repasé las pruebas, descubrí que si la máquina tenía un retén, las poleas de distribución se soltarían de los ejes. Me alegró ver esto como el modo de falla, ya que cuando algo sale mal, algo tiene que ceder y tener que volver a apretar un par de tornillos de fijación cada vez que tengo un accidente es mucho mejor que tener que rehacer un componente doblado o roto. La polea en el lado opuesto del motor paso a paso está expuesta y puede simplemente subir con una llave Allen para apretarla (después de todo, ese era el punto de este diseño) sin embargo, el tornillo de fijación del lado del motor paso a paso está escondido El lado de pórtico. Para apretar esto se requiere quitar el motor paso a paso y desmontar el eje. Para evitar que se desmonte la máquina cada vez que la herramienta se engancha, elegí instalar la polea con un poco de relleno automático en la parte plana del eje para evitar que la polea se suelte (foto # 3). Mantuve la polea en el otro lado tal como está para actuar como el eslabón más débil del sistema y mantener el diseño a prueba de fallas.

7.2 Atornille el motor paso a paso en el interior de uno de los lados del pórtico (fotos # 4-7). La cara del stepper se registrará cómodamente en el orificio de 1 ½ ". Solo necesita tres pernos para mantener el motor en su lugar, lo que le ahorra la molestia de entrar en la esquina superior con un destornillador para apretar el cuarto. Solo se requieren arandelas en la superficie exterior contra el contrachapado.

7.3 A continuación, coloque el bloque de cojinete en el lado opuesto (Fotos # 8,9). Mida la altura del eje del motor paso a paso desde la base e intente que el centro del orificio del bloque del cojinete coincida. Dentro de 1/16 "a 1/32" es suficiente. Utilice tres tornillos 8-32 para atornillarlo en su lugar con arandelas en ambos lados. Usé tornillos de 2 ", pero 1 ½" sería ideal, pero no tenía ninguno a la mano. El saliente de los pernos de 2 "no causa problemas de interferencia y es puramente estético. Es posible que luego las reduzca al tamaño si aún me molestan en el camino.

7.4 Coloque el acoplamiento de la araña en el eje trasero del motor paso a paso (Foto # 10 y 11).

7.5 Con el cojinete de patín ID de ¼ "y el collar del eje de ¼" en el eje de acero, introduzca un extremo a través del bloque del cojinete y el otro en el acoplamiento de la araña. Apriete el tornillo de fijación en el acoplamiento de la araña (Foto # 12).

7.6 Deslice el cojinete en el hueco del bloque del cojinete y apriete el acoplamiento del eje mientras lo presiona en el cojinete. (Fotos # 13,14).

7.7 El paso final es colocar la segunda polea en el eje de acero. Alinéese con las poleas de ralentí a continuación (Fotos # 15,16).

Nota de diseño:

Este arreglo funciona pero puede mejorarse. Cuando las correas dentadas están muy tensadas, tiran hacia abajo de las poleas. La polea en el lado del motor paso a paso es muy segura y no se desvía, pero en el extremo opuesto, el cojinete del bloque de cojinetes se mantiene, pero la varilla de acero se arquea con una desviación de hasta un octavo de pulgada en el centro de su tramo. Esto se puede contrarrestar de dos maneras, ya sea instalando otro bloque de cojinetes en el medio del tramo o haciendo que el bloque de cojinetes existente sea más profundo para que pueda contener dos cojinetes.

Paso 8: Montaje del carro

Piezas fabricadas requeridas:

Carretilla

Lavadoras modificadas 4x 5/16"

Hardware requerido:

Polea de la correa de distribución MXL

Motor paso a paso

4x # 8-32 x 2 ½ tornillo de máquina

Lavadora 30x # 8

12x # 8 tuerca

2x ¼ "ID rodamiento de patines

Lavadora de 10x ¼"

2x ¼ "x 1 ½" perno hexagonal

Tuerca 2x ¼"

Rodamiento de ranura en V de 4x 3/8"

Lavadora 4x 3/8"

4x 3/8 "tuerca

4x 3/8 "x 2" perno hexagonal

4x 3/16 ”cojinete de ranura en V

4x 3/16 "x 1 ½" perno de la estufa

4x 3/16 "tuerca

Lavadora 8x 5/16"

3x 10-24 x 4 "perno de la estufa

6x 10-24 tuerca

La pieza del carro que estoy usando ha sido modificada varias veces para solucionar problemas de interferencia. Hay siete orificios adicionales donde los cojinetes de 3/16 ”y los soportes antirreflejos tuvieron que ser reubicados.

8.1 Acople la polea de la correa de distribución al eje delantero del motor paso a paso. Oriente con el collar orientado hacia el motor y aproximadamente a 1/16 ”de la placa frontal.

8.2 Coloque cuatro tornillos de máquina de 2 ”en los orificios de montaje del motor con arandelas contra la placa frontal

8.3 Enrosque una tuerca n. ° 8 y una arandela en cada tornillo de la máquina.

8.4 Introduzca los tornillos de la máquina a través de los orificios de montaje en el carro.

8.5 Enrosque una tuerca n. ° 8 en cada tornillo de la máquina con una arandela entre la tuerca y el carro. Ajuste de modo que la cara de la tuerca quede al ras con el extremo del tornillo de la máquina.

8.6 Apriete las tuercas medias contra el carro para sujetar el motor en su lugar. El motor paso a paso ahora está fijo en paralelo y desplazado de la cara del carro. Fotos # 3 y 4

8.7 Instale los cojinetes guía de ¼ "apilando cuatro arandelas de ¼" y un cojinete de patín de ¼ "en el lado del motor paso a paso y deslizando un perno hexagonal de ¼" x 1 ½ "a través del orificio de montaje en el carro. Con cuidado deslice una tuerca sobre el extremo del perno y apriete. Las cuatro arandelas de ¼ ”colocan los cojinetes en el mismo plano que la polea que eventualmente se alineará en el plano con el riel X y la correa de distribución. Fotos # 5 y 6

8.8 Monte los cojinetes de ranura en V de 3/8 ”como se hizo anteriormente con el cojinete y la arandela de 5/16” modificada en el lado del motor paso a paso y la arandela de 3/8 ”en el lado de la cabeza del perno. Apriete los dos cojinetes superiores y deje los dos inferiores sueltos. Fotos # 7-9

8.9 Monte los cojinetes de ranura en V de 3/16 "apilando una arandela de 5/16", tres arandelas # 8 y el cojinete en la cara frontal del carro con una arandela de 5/16 "debajo de la tuerca en el lado del motor paso a paso. El objetivo es que los cuatro rodamientos se desplacen a la misma distancia de la cara del carro. Para lograr esto, utilice las arandelas de la misma caja / lote e inspeccione las imperfecciones que les impiden sentarse en posición plana. Las arandelas de 5/16 ”se usan porque tuve problemas con el aplastamiento del contrachapado cuando monté el carro por primera vez. Fotos # 10-13

8.10 El último paso hasta que se complete el sled es adjuntar los soportes antirreflejos. Estos están atornillados al carro como se muestra en las fotos # 14-16.

Paso 9: Montaje del husillo

Mi eje personalizado está hecho de un motor de CA extraído de un cabezal de potencia de aspiradora viejo y partes de una herramienta rotativa. La herramienta de donante fue la más barata que pude encontrar y me la compraron por $ 10 a la venta (fotos # 1,2). Al abrirlo (Foto # 3) puede ver todos los bits que buscamos: el eje con eje, cojinetes y collar y un buen circuito de control de velocidad en su propio tablero. Las piezas que no se utilizan son la caja de plástico, los cepillos y los devanados de campo.

El conjunto del eje tiene el conmutador, el núcleo del rotor laminado y el ventilador de enfriamiento, todos integrados en el eje (Foto # 4). El ventilador de plástico y el conmutador se soltaron fácilmente utilizando otra herramienta rotativa con un disco de corte, pero el núcleo del rotor fue significativamente más difícil. Las capas alternas de laminados de hierro y barniz eran a prueba de bombas y quemé cinco discos cortados sin hacer más que arañazos en la superficie. Usando un martillo y un cincel, logré astillar la laminación de hierro capa por capa y saqué todo (Foto # 8). No use un buen cincel para este trabajo, al mío se quitaron trozos grandes del filo cuando terminé y se requirió una molienda significativa para obtener un nuevo filo.

Paso 10: Ensamblaje de Trineo Pt 1/2

Piezas fabricadas requeridas:

1x trineo

1x soporte de eje inferior

1x soporte del motor del husillo

1x soporte de husillo superior

1x soporte del motor paso a paso

Placa del motor de pasos 1x

Abrazadera de rodamiento 3x

Placa del motor del eje 1x

1x husillo

2x carriles de eje Z

Auto cuerpo de relleno

Acoplamiento de eje 1x

Varilla de accionamiento del eje Z 1x

Hardware requerido:

Motor paso a paso 1x

13x 8-32 x 1 "tornillo de máquina

1x 8-32 x 1 1/4 "tornillo de máquina

20x 8-32 tuerca

Lavadora 29x # 8

6x 8-32 x 3/4 "tornillo de máquina

2x 6-32 x 1/2 "tornillo de máquina

2x 6-32 tuerca

Banda elástica 1x

Motor del eje 1x

2x tornillos de fijación

1x 1/4 "ID rodamiento de skate

2x 1/4 "tuerca

Construir el trineo y el husillo personalizado tiene mucho que ofrecer, así que lo he dividido en dos partes. Parte uno con cubierta que instala los componentes y parte dos cubiertas que hacen las poleas de la correa, se agotan y hacen un acoplamiento del eje. Todas las fotos muestran el motor y el husillo que tienen poleas hechas con relleno automático. Esto fue desde el primer montaje de la máquina y no debería haberse hecho en esta etapa. Se fabrican en las primeras partes del Paso 11. Fue difícil encontrar un cinturón plano y pequeño del tamaño correcto para conducir el husillo. Las tiendas locales no tenían nada sutable y no quería ir a la molestia y el gasto de comprar uno en línea. Intenté hacer uno de un cinturón más grande cortándolo a la medida y empalmándolo, pero la unión era demasiado débil. Un día, en la tienda de comestibles, noté las bandas elásticas de alta resistencia alrededor de los racimos de brócoli y pensé que sería el cinturón perfecto. Esta resultó ser la longitud correcta y se ha mantenido bien hasta ahora.

10.1 Tome el trineo y coloque las arandelas # 8 en los orificios del mostrador en la parte posterior. Foto # 8

10.2 Instale el soporte del eje inferior con dos tornillos para máquina, arandelas y tuercas de 8-32 x 1 ". Foto # 9. Al instalar los soportes AL, mantenga un borde a una distancia establecida del borde del trineo para que queden todos paralelos y en línea como se muestra en la foto # 14.

10.3 Conecte el motor a la placa del motor con los tornillos de montaje que sujetaron el motor a la parte de la que se extrajo. Aún no tendrá la polea como se muestra en la foto # 10. Recuperé este motor de un viejo cabezal de alimentación de vacío, pero también he visto la misma unidad en una nueva trituradora de papel. Parecen ser un artículo genérico y un poco de excavación debería aparecer uno.

10.4 Fije la placa del motor al soporte del motor del eje con dos tornillos de máquina, arandelas y tuercas de 8-32 x 3/4 ". Foto # 12

10.4 Fije el soporte del motor al trineo con tornillos de máquina de 8-32 x 1 ". El husillo, la banda elástica y la abrazadera del cojinete del husillo deben estar montados en esta etapa. La disposición debe ser similar a la Foto # 13. La abrazadera del cojinete tiene una 6-32 x 1/2 "tornillo de máquina para asegurar el rodamiento con dos arandelas # 8. La abrazadera se sujeta al soporte del eje inferior con dos tornillos de máquina, arandelas y tuercas de 8-32 x 1 ".

10.5 Instale una abrazadera de cojinete en el soporte del eje superior y fije el soporte al trineo con dos tornillos para máquina, arandelas y tuercas de 8-32 x 1 ". Foto # 14.

10.6 Apriete los tornillos de la máquina 6-32 en las abrazaderas de los cojinetes para bloquear el eje en su lugar. Compruebe que el eje del husillo esté paralelo con el borde del trineo y que esté en cuadratura con la cara frontal, ajustando si es necesario.

Paso 11: Ensamblaje de Trineo Pt 2/2

Continuación del paso 10

11.1 Aplique relleno automático del cuerpo al eje del motor y al eje en línea con el eje del motor. Esto se hace mejor en tres o cuatro capas o el peso del relleno hará que se doble antes de que se endurezca. La banda elástica no se puede quitar, pero se puede sacar del camino. Foto # 1

11.2 La polea en el eje del motor se formó cableando el motor y sosteniendo un bloque de lijado mientras el motor giraba. La polea debe estar formada con una corona suave para permitir que la correa se autocentrate mientras corre. El diámetro de la polea es de alrededor de 3/8 ", pero sería mejor tener el mismo diámetro que el del husillo (3/4") para funcionar en una proporción de 1: 1. Foto # 2

11.3 Para dar forma a la polea en el eje, acoplé el eje al eje flexible de otra herramienta rotativa utilizando un pedazo de varilla de 1/8 "y sujetando ambos al banco (foto # 3). La foto no muestra el ensamblaje en el mismo nivel de construcción que esta foto fue tomada la primera vez que armé la máquina. La polea debe tener alrededor de 3/4 "de diámetro para tener una buena cantidad de contacto superficial con la correa para evitar el deslizamiento. Al igual que con el eje del motor, se debe incluir una ligera corona para ayudar al seguimiento. La foto # 4 muestra la correa alrededor de las dos poleas.

Al rotar el huso a mano, me decepcionó ver más salidas que esperaba. Al configurar un indicador de cuadrante, medí la desviación en la broca de corte en 8 milésimas de pulgada (foto n. ° 5) y 6 milésimas en la boquilla (foto n. ° 6). No había tomado ninguna medida de la herramienta cuando salió de la caja, pero como soy una herramienta barata, supongo que así fue como se produjo y no se debió al abuso de cincelar el rotor. Para obtener una línea de base, medí mi otra herramienta rotativa (foto n. ° 7) y descubrí que la desviación era de 4 milésimas en la broca de corte de la herramienta y de 6 milésimas comparables cuando utilizaba el eje flexible. Haciendo una búsqueda en google encontré este sitio que cubre el mismo problema. Siguiendo el consejo de apretar solo el dedo del collar, encontré que podía reducir la desviación a un nivel viable.

11.4 Los rieles del eje Z (Foto # 9) y el soporte del motor paso a paso se pueden instalar a continuación. Los rieles se fijan en la parte inferior con 8-32 tornillos en los orificios dedicados. En la parte superior, los rieles y el soporte del motor paso a paso se unen utilizando los mismos orificios en el trineo (Foto # 10,11). Los soportes de aluminio deberían haber sido posiciones paralelas a uno de los bordes del trineo. El riel del eje Z debe desplazarse desde el mismo borde utilizando el método utilizado en el paso 4.2 utilizando un corte de extrusión de aluminio. El otro riel se colocó a aproximadamente 1/8 "del borde lejano usando el mismo método que en el paso 6.7

11.5 La placa del motor paso a paso, el motor paso a paso, la varilla de transmisión del eje Z y la abrazadera del cojinete pueden unirse para completar el ensamblaje (Foto # 12). El motor paso a paso y la placa del motor paso a paso se unen al soporte mediante tres tornillos 8-32 x 3/4 y uno de 1 1/4 ". El tornillo más largo va en la esquina posterior derecha del paso a paso. Se necesita un tornillo de 3/4" para usar en la otra esquina trasera del motor paso a paso para evitar interferencias con la tuerca que sujeta el riel del eje Z al trineo. La abrazadera del cojinete está unida al soporte con un solo tornillo de 8x32 x 3/4 ". Dos tuercas de 1/4" se pegan al ras con la parte superior de la pista de rodamiento interna.

El acoplador de eje de 1/4 "x1 / 4" fue hecho a la medida utilizando HPDE reciclado de jarras de leche usando los siguientes sub pasos.

11.5.1 Formar un cilindro de HDPE. Foto # 13,14. El método para formar el material se detalla en el Paso 21. Se usó una lata de pasta de tomate como molde.

11.5.2 Monte el cilindro en un torno de madera utilizando un mandril de desplazamiento. Foto # 15

11.5.3 Gire el material hasta el diámetro deseado. Foto # 16

11.5.4 Agujero de un agujero de 1/4 ". Foto # 17

11.5.5 Taladre dos orificios en el tornillo de menor diámetro. Foto # 18

11.5.6 Golpee los orificios y la pieza está lista para el tornillo de fijación y el ensamble. Foto # 18

Si no tiene un torno de madera con un mandril giratorio o no desea fundir jarras de leche en su horno, puede comprar un acoplador de eje por $ 10 o menos, pero ¿qué tiene de divertido?

Paso 12: Ensamble del eje Z

Componentes fabricados requeridos:

Tuerca anti juego de 2 piezas

Hardware requerido:

Lavadora 12x # 8

6x # 8 tuerca de resorte

Los conjuntos de carro y trineo están completos y deben instalarse y ajustarse al pórtico.

12.1 Comience apretando los cojinetes de ranura en V en el carro alrededor de los rieles X. El carro debe ser lo más cuadrado posible en la base, pero puede ser de un grado o dos. Los cuatro cojinetes deben correr sobre los rieles para que el carro se deslice suavemente sin ningún juego.

12.2 Coloque dos arandelas planas y una arandela de resorte en cada uno de los pernos de 4 "unidos al carro con la arandela de resorte entre las planas. Deslice una mitad de la tuerca antirreflejo sobre los pernos de 4"

12.3 Deslice el sled entre los rodamientos de ranura en V de 3/16 ". Coloque la otra mitad de la tuerca antirreflejo, dos arandelas planas, una arandela de resorte y una tuerca en los pernos de 4". Mantenga la tuerca antirreflejo alejada de la varilla roscada como en la Foto # 5.

12.4 El eje debe ser cuadrado con la parte inferior del soporte del eje inferior. Apoye el soporte en algo paralelo a la base, usé un pedazo de 1x3 (Foto # 4), para sostener el trineo y sostenerlo en forma cuadrada con la base. Con el trineo apoyado, apriete los cojinetes de ranura en V juntos alrededor de los rieles en Z y apriételos mientras mantiene el trineo en posición cuadrada con la base. Se necesitará una llave plana para sujetar las tuercas en la parte trasera del carro. La llave de husillo de mi herramienta rotativa es de 3/16 "y fue lo suficientemente larga como para alcanzar las tuercas. No apriete demasiado los pernos o aplastará el contrachapado y será imposible que el eje funcione sin problemas.

12.5 Con el eje Z funcionando sin problemas, es el momento de formar la tuerca antirreflejo. La tuerca se ha mostrado preformada como lo hice en este paso la primera vez que armé la máquina. La tuerca está hecha de HDPE reciclado como el acoplamiento. El HDPE es un material ideal para esta parte, ya que se forma perfectamente alrededor de la barra y no da juego y tiene un bajo coeficiente de fricción para que el motor pueda girar. Para formar la tuerca alrededor de la varilla roscada, use un soplete o un equivalente (yo usé este estilo) para calentar la varilla que apunta a la llama en la varilla justo debajo de la tuerca. Cuando la varilla se haya calentado, presione las dos mitades juntas con cuidado de no tocar el metal caliente. Sostenga la tuerca en su lugar durante un par de minutos para permitir que el plástico se enfríe. Si lo alejas antes de que se haya solidificado alrededor de los hilos, se retirará como el queso mozzarella derretido y no tomará un contorno nítido de los hilos. Para proteger la máquina, cubrí las áreas cercanas con papel de aluminio para disipar el calor de cualquier movimiento perdido con la antorcha. Intenté alejar la antorcha de cualquier parte detrás de la varilla, pero logré agarrar el extremo de la placa del motor del husillo dejándola un poco chamuscada (foto # 8).

12.6 Apriete las tuercas a ambos lados de la tuerca antirreflejo para que las arandelas de resorte presionen la tuerca en la varilla roscada (fotos # 6,7). Juegue con la cantidad de fuerza necesaria para bloquear el eje en su lugar, pero no demasiado para atar el eje. El soporte debajo del trineo se puede quitar y la máquina se apoyará a sí misma (Foto # 9).

Paso 13: Correas de tiempo

Hardware requerido:

Correa dentada MXL 3x

6x 3/16 "x 2" tornillos de ojo

12x 3/16 "tuercas

24x lavadoras # 8

6x 6-32 x 5/8 "tornillo de máquina

6x 6-32 nueces

Las correas de distribución son lo que convierte el movimiento giratorio de los motores paso a paso en un movimiento lineal preciso a lo largo del eje. Las correas se sujetan a los pernos de ojo y la tensión se ajusta apretando las tuercas en los pernos de ojo.

13.1 El primer paso para ensamblar las correas de distribución es ubicar los dos orificios por extremo necesarios para sujetar las correas en un bucle. Haga una prueba de ajuste de los componentes y marque el lugar donde se deben ubicar los orificios si está enrollado alrededor del ojo como en la foto # 1 Compré correas de bucle cerrado y simplemente las abrí con un cuchillo.

13.2 Taladrar / perforar los orificios en las correas dentadas en los puntos marcados. Use un taladro de 1/8 "o un punzón para formar los orificios. El material será flexible y el orificio resultante será más pequeño que el diámetro de la broca. Los orificios deben ser similares a los de la Foto # 3.

13.3 Ensamble los anclajes de la correa de distribución enroscando los extremos de la correa de distribución alrededor de los pernos de ojo y cerrando el lazo con 6-32 tornillos de máquina (fotos # 2,3). Los orificios serán más pequeños que los tornillos, pero girándolos mientras empujan los atraviesa por el orificio. Las ranuras deben estar en el interior del bucle y cerradas con abrazaderas asegurándose de que las ranuras estén engranadas. El ensamble completado debe verse similar a la Foto # 5.

13.4 Para el eje Y, enrolle las correas alrededor de la polea y los cojinetes intermedios y luego atornille los pernos de anilla a las abrazaderas de la correa de acero (fotos # 7-9). El eje Y fue diseñado para tener la longitud correcta para las correas utilizadas, de modo que no haya exceso. Las ranuras en las abrazaderas de la correa están sobredimensionadas para permitir ajustes en el posicionamiento de la correa; ajústelos de modo que la correa se alinee con los cojinetes intermedios y el ojo esté lo suficientemente alejado de la base para que despeje el lado del pórtico cuando esté en la medida de su recorrido.

13.5 Para el eje X hay un exceso de longitud en la correa. En lugar de cortar el cinturón a la medida, quité el exceso del camino como se muestra en la Foto # 10 en caso de que quisiera ampliar el eje en el futuro. Es un apretón apretado para colocar la correa alrededor de los cojinetes locos y los pernos de montaje del motor y sobre la polea. No intente deslizar el perno de ojo porque no encaja. Haga un bucle en el medio de la correa y páselo por encima de los cojinetes intermedios y sobre la polea. Coloque los pernos de anilla de manera que la correa esté alineada con los cojinetes intermedios, que también deben estar cerca de la línea X. Fotos # 10,11.

13.6 Finalmente, tense las correas apretando las tuercas exteriores de los pernos de ojo. Trate de aplicar la misma tensión en las correas. Una vez que esté satisfecho con la configuración, apriete las tuercas interiores para evitar que gire el perno.

Paso 14: Cuadrado del pórtico

El pórtico debe ser cuadrado antes de que se instalen las correas dentadas, pero al apretarlas a diferentes tensiones, intentarán sacar la máquina de la alineación. La máquina se puede volver a alinear en tres sencillos pasos:

14.1 Pegue un poco de papel de desecho y, utilizando un cuadrado, trace una línea perpendicular a uno de los rieles del eje Y. Foto # 1

14.2 Afloje el tornillo de fijación en el acoplamiento de la araña para que los dos lados se desacoplen. Mueva el pórtico de manera que cuando el borde del estrecho se mantenga plano contra los rieles X, su borde delantero esté alineado con la línea dibujada en el paso 14.1 Foto n. ° 2.

14.3 Tome una medida similar en el otro lado del pórtico (Foto # 3). Si la línea está más adelante que su medida, apriete el perno de ojo delantero; Si está más atrás, apriete la espalda. Cuando una medida tomada en ambos lados del pórtico tiene el borde del estrecho al ras con la línea, el pórtico es cuadrado y puede apretar el tornillo de fijación en el acoplamiento de la araña.

Paso 15: Interruptores de límite

Hardware requerido:

5x interruptor de botón momentáneamente cerrado nominalmente (3 rojos, 2 negros)

15.1 Suelde un cable de calibre 26 de dos conductores a cada interruptor de límite. Determine la longitud del cable requerido para alcanzar la ubicación deseada de la caja del controlador. He elegido colocar el mío debajo de la mesa en la parte de atrás. No tengo un sistema de administración de cables, pero lo implementaré una vez que obtenga algo de experiencia en el uso de la máquina y tenga una idea de lo que funcionará mejor.

15.2 Coloque un interruptor de límite rojo (Y en casa) en el soporte de la correa delantera en el lado donde se instalaron los “topes” del interruptor de límite en el paso 5.4. Un negro (límite Y) va en el mismo lado en la parte posterior. Los interruptores de límite rojos designan posiciones de inicio y negro, extensiones de viaje. Las fotos # 2-4 muestran cómo el interruptor de límite se interconecta con el interruptor de límite "parachoques". El cable del interruptor de inicio se coloca debajo de la mesa hacia la caja del controlador y el interruptor de la parte posterior simplemente cae de manera rígida hacia la caja.

15.3 Coloque un interruptor de límite rojo en el lado izquierdo del pórtico (X casa) y un negro (límite de X) en el lado derecho (Fotos # 5-6). Pase el cable desde el interruptor de la casa a través del orificio junto a la abrazadera de la correa y pase el cable por la parte posterior del pórtico. Enroscar las tuercas # 8 en los pernos que sobresalen del riel X superior y sujetar suavemente el cable mantiene el cable en su lugar. Pase el cable a través del orificio en el lado opuesto y enrósquelo con el cable del interruptor en el lado derecho. Fotos # 7-9

15.4 Coloque el interruptor Z-home en el bloque de sujeción del rodamiento debajo de la tuerca antirreflejo. Se usó pegamento caliente para colocar el interruptor según se requiera. Fotos # 10-11

La máquina ahora está completamente ensamblada y lista para conectarse al tablero del conductor.

Paso 16: Espuma

El panel de espuma (aislamiento rígido de poliestireno extruido) es el material de creación de prototipos perfecto para el CNC. Se pueden usar altas velocidades de avance y profundidades de corte agresivas, lo que permite que las piezas de prototipo se mecanicen rápidamente y a $ 20 por un tablero de 2 'x 9' x1 "que puede permitirse cometer errores sin dañar su billetera.

Múltiples brocas de corte de alta velocidad estriadas (similares a esta) funcionan mejor que las brocas de enrutador de doble acanalado. Al usar herramientas afiladas, el acabado puede ser bastante bueno (como en mi primera máquina). El uso de la broca de corte en materiales más duros hace que pierda su filo y deje un acabado difuso en la espuma. La lección aquí es segregar sus brocas de corte en función del material que me llevó a construir el porta brocas en el Paso 18.

Lo primero que me gusta hacer al maquinar un material nuevo o después de realizar un ajuste en la máquina es cortar formas de calibración para ver qué tan bien está funcionando la máquina. Un cuadrado y un círculo de 2 "se muestran en la Foto # 1 con las dimensiones que se muestran como medidas usando un par de calibres digitales. Antes de cortarlos, haga un corte en el material y mida el ancho de la ranura. t corte un 0,125 "perfecto porque no es probable que la broca de corte tenga exactamente 1/8" y habrá una desviación del husillo. Debido a que la herramienta tiene muy poca fuerza al cortar la espuma, esta prueba muestra el rendimiento del tren de transmisión y no la rigidez de la máquina. Al tomar medidas, tengo en cuenta que la máquina tiene una resolución de 0.004 ", que es más pequeña que el error de mi par de calibradores digitales baratos. Las medidas que se deben buscar en estas formas son las siguientes:

-El cuadrado es un cuadrado y no un rectángulo. Si un lado es más corto que 2 ", muestra que el eje correspondiente está perdiendo pasos / deslizándose.

-El círculo tiene un diámetro consistente cuando se mide en varios ángulos. Si esto no se verifica pero los bordes del cuadrado eran correctos, muestra que los ejes X e Y no son cuadrados y que el cuadrado era en realidad un paralelogramo.

Con una resolución máxima de 0.004 "en los ejes X e Y estuve más que satisfecho con los resultados.

Luego hice el tutorial de perforación de CamBam usando una broca de 1/16 ".

Probando formas 3D Corté un engranaje de inglete y una rueda dentada utilizando archivos CAD descargados de sdp-si.com. Se adjuntan archivos CamBam para todas las partes.

Paso 17: Contrachapado

Los cortes de calibración en madera contrachapada dieron buenos resultados. Las formas eran precisas y tenían muy buen acabado superficial. Todas las fotos muestran el estrecho de acabado de la superficie de la herramienta.

La velocidad de alimentación estaba limitada por la potencia del husillo y el nivel de ruido. No tengo ninguna razón para creer que la máquina no podría hacer cortes más agresivos si se instalara un enrutador / laminador de mano.

Paso 18: Soporte de bits

Mi tienda de herramientas local tenía a la venta sus brocas de herramientas rotativas fuera de marca, así que obtuve una buena selección de estilos diferentes para probar a una fracción del precio por brocas de marca de una calidad similar. Cualquier broca de herramienta rotativa que pueda comprar en las tiendas de herramientas será marginal en términos de la calidad del borde de corte con el que se envían y su capacidad de mantener un borde cuando se afila. Para obtener el mejor rendimiento y la mejor calidad posible, tendrá que buscar en la compra de cortadores de espiga de 1/8 "especializados de proveedores en Internet o actualizar a un husillo de 1/4" para poder utilizar el estándar de calidad mucho más alto. bits de enrutador. Para maximizar su vida útil de corte, he construido un portaherramientas para separar las brocas de corte en función del material en el que se van a utilizar. La pieza se cortó de una pieza de 1x4 siguiendo los siguientes pasos:

1) Las letras se grabaron con una fresa de 3/32 ". La profundidad de la letra es 1/16"

2) Se perforaron dos filas de agujeros de 1/8 "con 7 agujeros por material.

3) Se cortaron cuatro agujeros de 3/16 "por material.

4) Las letras se lijaron ligeramente utilizando un bloque de lijado plano para limpiar los bordes ásperos. Cuando se corta con el grano o en una pendiente cuesta abajo, la broca de corte proporciona un borde nítido. Cuando corte a través del grano o en una escalada, corte las fibras de la herramienta en el borde superior. Una broca de corte en espiral descendente resolvería este problema y daría un borde nítido alrededor de las letras.

5) Las letras grabadas fueron pintadas teniendo cuidado de permanecer dentro de las líneas.

6) El exceso de pintura se lijó dando un borde limpio a las letras. El portaherramientas está completo y listo para ser llenado con herramientas rotativas de todos los tamaños.

Paso 19: Propeller Pt 1/5 - Molde

Para mi primer proyecto real, quería hacer algo que demostrara la ventaja de usar una máquina cnc y sus capacidades. Originalmente, iba a construir un modelo de velero, pero decidí que no se ajustaba perfectamente al proyecto, ya que es posible construir uno utilizando métodos tradicionales (pero debe ser más lento y un poco menos preciso). Recientemente había estado leyendo artículos sobre el diseño de hélices para vehículos con motor humano en el gran archivo disponible en el sitio web de la Asociación Internacional de Vehículos de Human Human. De particular interés es el artículo de Eugene Larrabee en 1984, Volumen 3, Número 2, que detalla el proceso de diseño de hélices utilizando el método de pérdida mínima inducida.

He adjuntado una hoja de cálculo que realiza los cálculos y genera los datos de la hélice cuando se le asigna la potencia, la velocidad, las rpm y el radio como entradas.

(Editar 29/4/2012, hoja de cálculo de cálculo ahora adjunta)

Para mi hélice utilicé los parámetros.

P = 200W

Velocidad = 3 m / s

RPM = 200

Radio = 22cm

Número de cuchillas = 3 (¡Vaya! No me di cuenta de este error hasta que terminé de hacer las hélices)

Puse la información en Rhino3D, un programa de CAD en 3D que es muy bueno para crear superficies complejas (hay una versión de prueba disponible aquí) y generé una línea para los bordes iniciales y finales utilizando la distribución de acordes y tono de la hoja de cálculo. Para generar la superficie de la hélice utilicé el comando Sweep2 utilizando perfiles de sección entre los bordes. La hélice tiene un giro geométrico (cambio en el ángulo de ataque en su longitud) y un giro aerodinámico (cambio en la sección transversal del perfil aerodinámico). La hélice tiene una sección transversal en constante cambio que va desde una sección transversal NACA 4418 muy modificada en la raíz para albergar la protuberancia, pasando a una 4415 en la marca de 1/3 de radio, 4412 en aproximadamente el punto 2/3 y se mezcla en un punto en la punta. Para producir un molde de dos partes, divido la hélice por la mitad en su punto más ancho para evitar cualquier socavación y creé una caja alrededor de ambos lados para crear moldes superiores e inferiores. Las piezas resultantes tienen una curvatura muy compleja y serían extremadamente difíciles si no imposibles de realizar a mano con una precisión razonable, lo que lo convierte en el proyecto perfecto para una máquina CNC. Para hacer un montaje, dibujé un cono final y un cubo de dos piezas para juntar todo. Las geometrías se adjuntan en formato iges.

Quería descubrir cómo sería la espuma de poliestireno adecuada para un molde compuesto de un solo uso. Se mecanizó un molde de dos piezas y se usó para instalar dos hélices de fibra de carbono.

Las dos mitades del molde se cortaron con un corte rouging de 0.075 "(Fotos # 7 y 11), un corte de la línea de agua de acabado de 0.05" (Foto # 8) y un paso de la línea de barrido vertical (Fotos # 9,10 y 12) tomando aproximadamente una hora por lado. La broca de 3/32 ”utilizada para las pasadas de acabado no dejó una superficie tan nítida como la broca más grande que deja una superficie borrosa. Tan pronto como los moldes fueron retirados de la máquina, me di cuenta de que no había incluido orificios para los pernos de indexación; por suerte no tuve ningún problema al alinear los dos lados sin ellos.

El primer paso para preparar el molde fue darles una vez más rápida con papel de lija de 400 granos (Foto # 15). El objetivo no era dar forma al material y eliminar las líneas de escaneo restantes, sino quitar la mayor cantidad posible de fuzz.

Luego, a los moldes se les dieron dos capas de pintura de látex diluida (foto # 16,17). El uso de pintura diluida evita la acumulación que podría cambiar el perfil. El propósito de estos abrigos es dar a la espuma una mejor superficie contra la cual lijar para quitar los "pelos" restantes. Con la pintura completamente seca, utilicé papel de lija húmedo / seco de grano 200 y lijé con un poco de agua (Foto # 18). Puede requerirse una capa final de pintura para rellenar las áreas delgadas después del lijado.

Cuando estuve satisfecho con la calidad de la superficie del molde, apliqué 6 capas de cera de desmoldeo de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Como quería sacar dos partes de este montículo, seguí con una capa de precaución de PVA aplicándolo en dos capas finas.

Solo había preparado la superficie superior de los moldes, pero para proteger el moho de la salida de epoxi de la junta, extiendo una capa de vaselina alrededor del borde para evitar que el molde se pegue.

Paso 20: Propeller Pt 2/5 - Acoplamiento de fibra de carbono

Con los moldes preparados están listos para colocar la fibra de carbono. Antes de comenzar este paso, obtuve todas las herramientas y materiales que necesitaba y limpié mi área de trabajo. Trabajar con materiales compuestos es mucho más limpio y agradable cuando las cosas se configuran correctamente antes de comenzar. Todo mi trabajo con pintura epoxi y pintura en aerosol se realizó en mi balcón para evitar inhalar humos.

Con todos los artículos en la foto # 1 en la mano, comencé cortando tiras de fibra de carbono a la forma áspera de la hélice. Foto # 2

A continuación mezclé la resina y el endurecedor. Terminé necesitando 30 ml de epoxi que se pueden mezclar a la vez, ya que tiene un tiempo de trabajo de más de una hora. Apliqué una capa de epoxi a la superficie del molde y puse la primera tira de fibra de carbono (Foto # 3). Mojé la fibra asegurándome de que estaba completamente saturada y repetí el procedimiento de colocar una nueva capa y humedecerla. Cada nueva capa era más angosta que la formación anterior de grosor en el medio, pero no en el borde posterior donde el perfil disminuye. El progreso se midió utilizando una varilla de paleta colocada en el molde como en la Foto # 4 que muestra qué áreas requieren más fibra. Se insertó una sección de 2 "de longitud de 1/8" en la hélice con un saliente de 1 ". Se usaron pequeños recortes alrededor del eje. Cuando un lado del molde se construyó hasta el espesor requerido, la segunda mitad fue colocados de la misma manera. Con las dos mitades completas, los moldes se juntaron y se alinearon (foto n. ° 5). Con el molde en fila, una pila de libros de texto (sabía que algún día serían útiles) se colocó en la parte superior Una buena cantidad de resina epoxídica y fibra de carbono salieron de la costura, lo que me alegra de haber aplicado esa capa de vaselina en los lados. Foto # 6-8. El extremo del molde en la punta de la hélice tenía una tendencia a deslice hacia afuera debido a la superficie inclinada. Una abrazadera en C mantuvo el molde alineado en este extremo.

Después de doce horas, el epoxi se había gelificado pero no se había endurecido completamente. Tuve un cuchillo de uso general alrededor de la costura y rompí el molde con poca dificultad (foto # 9-11) Me complació ver que la liberación del molde ha hecho su trabajo y el molde ha sobrevivido con poco o ningún daño. Usando un cuchillo de uso general, recorté las virutas en la hélice, ya que es mucho más fácil de hacer antes de que el epoxi se endurezca (foto # 12). Con el exceso recortado, vuelvo a colocar la hélice en el molde para mantener su forma hasta que termine de curar.

Una vez que la hélice estuvo asentada durante 24 horas, repetí el proceso para la segunda.

Después de que la segunda hélice se hubo sentado durante 30 horas, el epoxi se había fraguado completamente y estaba listo para el lijado. Usé papel de lija de grano 120 de un cinturón de lijado y papel seco y húmedo de grano 220. El lijado en húmedo es más eficiente que el seco y elimina el polvo de carbón desagradable que se produciría de otra manera. Después de limpiar los bordes delanteros y traseros, así como lijar los defectos menores de la superficie, las hélices se veían como se muestra en la Foto # 14. Son suaves pero sin brillo. Para terminar las hélices, apliqué cuatro capas livianas de acabado brillante claro (Foto # 15). Los abrigos ligeros son importantes aquí; Me emocioné y me puse demasiado acabado causando corridas que debían eliminarse con papel de grano 600.

Paso 21: Propeller Pt 4/5 - Hub

Este paso cubre mi proceso de reciclar jarras de leche plástica en palanquillas y mecanizarlas en los centros de la hélice. Este proceso también se usó para hacer el acoplador de eje y la tuerca antirreflejo.

El HDPE (o polipropileno de alta densidad) es un excelente material para trabajar, ya que es duro, fácil de mecanizar y tiene un bajo coeficiente de fricción. Este sitio tiene un buen desglose de cómo se compara con otros plásticos de ingeniería. Cuando se compra en forma de hoja, es bastante caro, pero se encuentra alrededor de su casa en una variedad de formas, jarras de leche, otros recipientes de calidad alimentaria, tablas para cortar, etc.

El proceso que uso se ha refinado después de muchos ensayos y representa el mejor método que he probado hasta ahora. Comencé por buscar instructables y en la web para encontrar lo que otros habían hecho y encontró esta. Intenté este método varias veces cambiando diferentes parámetros cada vez, pero fundir el plástico en aceite no me dio la consistencia final que buscaba. Mi siguiente idea fue fundir el plástico en una lata que estaba sumergida en aceite. Desatendí el efecto de la flotabilidad y tuve problemas para mantener la lata sumergida. Mi primer pensamiento fue colocar un peso encima de la lata, pero esto lo hacía demasiado pesado y propenso a volcarse, no es algo que quieras cuando está en aceite caliente. Pensé que encontré la solución perfecta al unir la lata a la parte inferior de la sartén con imanes, pero cuando el aceite alcanza la temperatura, el calor es suficiente para romper el magnetismo de los imanes de tierras raras que utilicé. El siguiente paso de la evolución de este proceso fue derretir el plástico en el horno y es el método que usé aquí.

El primer paso es limpiar algunas jarras de leche, quitar las etiquetas y reducirlas a escamas. Hago esto con unas tijeras mientras veo televisión. Solo puedo hacer unas cuatro jarras a la vez, lo que me lleva alrededor de una hora antes de que empiece a tener ampollas al usar las tijeras. Los copos deben ser tan pequeños como tenga paciencia, ya que reducir el tamaño a la mitad requiere cuatro veces el tiempo de corte. Cuanto más pequeños sean los copos, más fácil será eliminar los huecos en el plástico. Cortar las jarras de leche a mano es muy tedioso y he tratado de encontrar mejores métodos. Puedo decirle que una que no funciona es usar una trituradora de papel. HPDE se utiliza en las tapas de garrapatas ya que es muy flexible y no se rompe debido a la fatiga cuando se flexiona. Esta propiedad significa que no se triturará en la trituradora de papel, sino que se deformará lo suficiente para ir a la mitad y atascarse. Corté cuatro jarras de leche para copos de 3/4 "x 1/8" de tamaño (Fotos # 1,2).

Limpié tres latas de atún para usarlas como moldes. He hecho palanquillas de todos los tamaños de latas de pasta de tomate para el collar del eje y las latas de tomate más grandes dependiendo de para qué quiero usar el plástico. (Foto # 3)

A continuación llené las latas con escamas. Cuando se derriten, estos se comprimirán y las latas deberán rellenarse. (Foto # 4)

Con el horno precalentado a 350 grados Fahrenheit puse las latas durante media hora. HPDE tiene una temperatura de fusión de 266 F y una temperatura de extrusión de 350-500F. Con un horno doméstico, se puede esperar que la temperatura oscile +/- 25 F a medida que el elemento calefactor se enciende y apaga. Probando diferentes ajustes de temperatura, puse que a 375F y sobre el plástico se quema y desprende un olor desagradable. Me he decidido por el 350F como la mejor temperatura para usar, demorando más en derretir el plástico pero evitando los problemas de sobrecalentamiento.

Después de la media hora, saqué las latas del horno y presioné los copos parcialmente derretidos con una cuchara vieja para comprimir el material y tratar de eliminar cualquier vacío (Foto # 5). Si las latas están fuera del horno durante más de un minuto, las extremidades comenzarán a enfriarse y cambiarán de opaco a blanco.

Seguí metiendo las latas por períodos de media hora y después de dos horas se habían derretido por completo. Les di una última presión con una cuchara para tratar de obtener la superficie lo más uniforme posible para minimizar el mecanizado después. Foto # 6. Cuando están completamente derretidos son completamente opacos. El material no es fluido pero tiene una consistencia pegajosa pegajosa.

He intentado diferentes métodos de termociclado del plástico para minimizar las tensiones internas. Si las piezas son lo suficientemente delgadas y se sacan del horno en este punto y se dejan enfriar, se combarán. La forma más sencilla de reducir al mínimo el calor es apagar el horno y alejarse. El plástico retendrá el calor notablemente bien y estará demasiado caliente para manipularlo incluso después de varias horas. Los dejo durante la noche para asegurarme de que todo se haya enfriado lentamente. Cuando se enfría, hay suficiente contracción que las partes salen fácilmente de las latas, incluso cuando hay un labio leve en el interior. Foto # 7.

Después de enfriar, el plástico reciclado está listo para ser mecanizado en los cubos de la hélice. Comenzando con el buje superior, la superficie superior se mecaniza plana (Foto # 8). El exceso de plástico se corta con una sierra para cortar (Foto # 9). Luego se voltea la pieza y se mecaniza la superficie inferior (Foto # 10). A continuación, los cinco orificios se mecanizan con una fresa de extremo (Foto # 11), y luego el hueco para la cabeza del perno (Foto # 12). Se corta una ranura de 1/8 "para los ejes de la hélice (Foto # 13). El último paso para este lado es cortar el perfil circular. La pieza ahora se voltea y los rebajes se cortan para las tuercas (Foto # 14).

El cubo inferior es similar con la superficie superior de la pieza mecanizada plana (Foto # 16,17) y luego se voltea y se aplana nuevamente (Foto # 18,19). Los agujeros y una ranura de 1/8 "se mecanizan a continuación (Foto # 20) y finalmente se corta el perfil (Foto # 21,22). No se muestra, pero el paso final es voltear la pieza una vez más y mecanizar los huecos. Para las cabezas de los tornillos.

A medida que avanzaba por los pasos, probé diferentes velocidades de corte y profundidades. Al final descubrí que no estaba tomando cortes lo suficientemente profundos, lo que resultó en un poco de vibración en la superficie. Los cortes enfrentados habrían sido mucho más limpios, como el receso en la Foto # 8, si me hubiera quitado el doble de material por pasada.

Se adjuntan dibujos para los cubos.

(Edición 29/4/2012, dibujo del eje de la hélice ahora adjunto)

Paso 22: Propeller Pt 3/4 - End Cone

El cono final es el acoplamiento al cubo que hace que el conjunto sea más aerodinámico (o hidrodinámico) cuando se viaja a través de un fluido. El diámetro de la base es 2 "para coincidir con el diámetro del cubo y la altura es 2" elegida para dar una superficie aerodinámica sin ser demasiado larga. La forma general es una parábola recubierta alrededor de un eje central.

Para construirlo, se fabricó un tapón de espuma de poliestireno de 1 "en dos mitades (Foto # 1). Se dejó 0.05" en la parte inferior para evitar que las piezas se aflojen en la última pasada (Foto # 2, necesito aprender a usar la función de pestañas de retención en CamBam cuando tengo el tiempo). Luego, los dos surcos se pegaron juntos utilizando una capa delgada de pegamento blanco después de que se retiró la viruta con un cuchillo de uso general y un poco de papel de lija de grano 220 (Foto # 3).

Para darle al extremo una cubierta dura y duradera, la cubrí con una capa de fibra de vidrio utilizando el método de la bolsa de vacío siguiendo los siguientes pasos:

- Monté los materiales en la foto # 4. Estaba trabajando afuera con buena ventilación para protegerme de los humos.

-Mide el epoxi en 2: 1 ración de resina a endurecedor usando las tazas de medición. En la foto # 5 se muestran 15 ml de epoxi mixto, terminé usando 30 ml.

-Inicio de la fibra de vidrio Mojé un pedazo de tela de fibra de vidrio de 3 "x3" (más grande que la base del cono) sobre la pieza de MDF encerado. Foto # 6

-A continuación coloqué el tapón de espuma en el centro de la fibra de vidrio humedecida. Foto # 7

-Y cubrió un trozo de tela de fibra de vidrio. Foto # 8

- Mojé el paño hasta que todas las áreas se saturaron con resina. En la foto # 9 todavía tengo pliegues en la tela. Estos no quedarán al ras incluso después de embolsarlos al vacío, por lo que habrá que cortar pequeñas ranuras en la fibra de vidrio que se superponen a los bordes para suavizar el material.

-A continuación se coloca sobre la fibra de vidrio una pieza de gran tamaño de la capa de cáscara. Foto # 10

-Y luego una capa de tela para respirar (foto # 11). Puse una banda elástica alrededor de todo en esta etapa para mantenerlo todo junto mientras hacía la bolsa. Foto # 12

- Coloqué todo a un lado de la barrera de vapor (Foto # 13) y doblé el plástico sobre el sellado de los bordes con cinta adhesiva mientras insertaba una línea de aire desde debajo del paño de respiración y salía por una esquina (Foto # 14)

-El punto de salida de la línea de aire es el lugar más difícil de sellar. Utilicé plastilina alrededor de la aerolínea como se muestra en la foto # 15. Esto lleva mucho tiempo para salir bien y es bastante frustrante. La próxima vez que aspire una bolsa con la aspiradora, me tomaré el tiempo de hacer una conexión sellada adecuada utilizando accesorios de latón.

- Ahora se aplica un vacío utilizando una bomba hecha de este instructivo. Con esta configuración puedo tirar hasta 25 "Hg.

-Después de 24 horas para dejar que el epoxi se curara, se retiró la pieza (lo siento, se me olvidó tomar una foto de este paso), el exceso de corte de vidrio alrededor de la parte inferior, una capa de imprimación aplicada y lijada para que quedara a ras del cubo de la hélice. Foto # 16

-Cuando estuve contento con el carenado (más bien una función del tiempo disponible que de los resultados, podría haber sido mucho mejor) Le di un par de capas más de imprimación. Foto # 17

-Recorté un hueco en la parte inferior y, con el relleno de autobody adjunto, una tuerca y arandela # 6-32. Cubrí un tornillo de máquina # 6-32 de 1/2 "de largo en vaselina para evitar que el relleno de la autobody se adhiriera a él y lo monté a través del orificio de montaje en el buje de la hélice (foto # 18). Esto permite retirar el endcone Desde la parte superior del buje. Más tarde decidí que no sería necesario removerlo, así que junté el buje y el extremo junto con el compuesto de panel de yeso y los hice de una pieza.

-Utilizando la pintura en aerosol autobody autobody que tenía en la mano (foto # 19) le di al conjunto endcone / top hub y al hub inferior tres capas de pintura seguidas de una capa de capa transparente. Foto # 20

Paso 23: Propeller Pt 5/5 - Montaje

Así que aquí está, la hélice final ensamblada. Las piezas se ensamblan como se muestra en la vista explosionada en el Paso 19.

El propósito principal de este proyecto fue demostrar la viabilidad de hacer un molde a partir de poliestireno expandido para crear una pieza compuesta precisa. Este proceso ha sido un éxito rotundo con la máquina CNC que mecaniza con éxito una superficie compleja e imparte esa geometría a la pieza compuesta. Con este proceso se puede crear una pieza en tres tardes por valor de trabajo:

Día 1: Molde mecanizado (1-2 horas dependiendo de la complejidad)

Molde pintado y lijado (1 1/2 horas dan temperaturas suficientemente cálidas y se aplican capas finas)

Molde preparado con cera de liberación y PVC (1 hora para 5 capas de secado de cera durante 10 minutos entre aplicaciones y una capa de PVA se deja secar durante la noche)

Día 2: Layup de composite (1 hr)

Día 3: lijado y acabado de la pieza (1-5 horas, dependiendo de muchos factores)

El concentrador de HDPE resultó bien pero muestra una gran promesa para el uso del material en el futuro. Como se mencionó en el Paso 21, se requiere más práctica para obtener la velocidad y profundidad óptimas de alimentación para lograr la mejor calidad de superficie posible con mi configuración. Se pueden ver algunos vacíos en el material, pero estos no son nada en comparación con lo que estaba recibiendo cuando comencé. Con un poco más de refinamiento, estoy seguro de que puedo anular bloques libres de forma constante.

La parte más débil del lote es el cono final que se reduce a no pasar el tiempo suficiente cargando la superficie antes de pintar. En el futuro, trataré de empaquetar al vacío las piezas como ésta en un molde hembra, de modo que, al igual que las palas de la hélice, la forma final puede ser tan precisa como la pieza mecanizada con CNC.

Paso 24: Seguimiento / Mejoras

La máquina ha estado en funcionamiento durante casi un mes y ha registrado alrededor de 7-8 horas de tiempo de corte sin mayores problemas. Alrededor de la marca de 3-4 horas tuve que volver a apretar los cojinetes de ranura en V en los ejes X y Z, pero estos no se han aflojado desde entonces. Las siguientes son algunas observaciones que he hecho mientras uso la máquina.

Las poleas en el eje Y se han soltado más a menudo que me ha gustado. El problema no era el tiempo necesario para volver a apretarlos, sino que deberían revisarse antes de cada uso para asegurarse de que estaban seguros. Corté un cono de la hélice para descubrir que era circular porque no había notado que las poleas se habían soltado. Para resolver este problema, coloqué collares de 1/4 "a las poleas usando un epoxi de 10 minutos como se muestra en la Foto # 1. Todas las partes de HDPE se cortaron usando esta configuración sin aflojar las poleas.Cuando se ejecuta a menos de 30 pulgadas por minuto, el movimiento de la máquina es ligeramente inquietante a medida que se magnifican los pasos discretos de los motores paso a paso. En el futuro, reemplazaré las poleas de 40 dientes con versiones de 20-30 dientes para aumentar la resolución de la máquina y hacer que el movimiento sea más suave. Me imagino que estos vendrán con los tornillos de fijación del mismo tamaño que antes, así que me tomaré el tiempo de perforar las roscas y volver a tocarlas para aceptar los tornillos de fijación 8-32 como están en los collares del eje.

Esperaba que los rieles de aluminio mostraran signos de desgaste por el contacto con los cojinetes de ranura en V, como lo experimenté en mi primera máquina. Los rieles se han desgastado un poco, como se muestra en la Foto # 2, pero no deben ser reemplazados pronto. Haré un gran esfuerzo para usar diferentes partes de la máquina cuando corte artículos más pequeños para que el desgaste no se concentre en un área en particular. Si esto se convierte en un problema, podría considerar hacer mis propios cojinetes de ranura en V de HDPE y colocarlos alrededor de un cojinete de patín. El HDPE contra el aluminio debe tener una fricción muy baja y buenas características de desgaste.

La parte que más me preocupó fue la banda elástica que impulsa el husillo. Esto había sufrido algunos daños durante el proceso de construcción y no sabía qué tan rápido se desgastaría si se deslizaba sobre las poleas. La foto # 3 muestra la banda elástica en buenas condiciones con un desgaste menor que se quitó de las letras. Las poleas en la foto # 4 muestran un poco más de desgaste, pero son en su mayoría cosméticos.

El eje hecho en casa ha tenido un buen desempeño y ha sido lo suficientemente silencioso como para usarlo en un apartamento, pero me gustaría un poco más de potencia y la capacidad de usar brocas de enrutador de vástago de 1/4 "de mayor calidad. Estaré atento a las ventas de garaje para levante un motor de inducción de 1/3 HP (similar al que se encuentra en este) y recorte el enrutador para hacer una versión más potente del husillo actual.

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