СВЕРЛИМ НА СТОЛЕ

Было время, когда купить в магазине какое-либо приспособление, а тем более металлообрабатывающий станок было затруднительно. И стоил дорого, и побегать по торговым точкам приходилось. Сегодня приобрести такое изделие просто -только плати. Но самодельщики всё равно не переводятся, предлагая всё новые и новые конструкции, сделанные исходя из своих возможностей. С техническим творчеством Фёдора Никитовича Кохтенко наши читатели уже знакомы (см. «М-К» N° 6 — 2012 г.). На этот раз предлагаем более сложную его конструкцию — сверлильный станок, изготовленный в основном из того, что у конструктора имелось под рукой, хотя без токарных и фрезерных работ не обошлось.

Основанием станка (станиной) и рабочим столом служит текстолитовая плита размерами 300×175 мм и толщиной 16 мм. К ней подходящими болтами крепится точёная пятка (кстати, она может быть и сварной), служащая опорой и держателем основной стойки (колонки). Последняя представляет собой стальной цилиндрический стержень диаметром 28 мм и длиной 430 мм. Один её конец обточен на длину 20 мм и на нём нарезана резьба М12. На этот резьбовой шпенёк впоследствии надевается кронштейн ходового винта, который притягивается специальной гайкой (хотя вполне подойдёт и обычная). Кронштейн изготовлен из дюралюминиевого листа толщиной 10 мм. Стальной ходовой винт с трапецеидальной резьбой Тr 16×2 на длине 200 мм взят готовый — такой есть у некоторых струбцин. На его конце насажен маховик, которым и крутят винт. Связанная с ним ходовая гайка поднимает консоли рабочего узла (опускается он под собственной тяжестью при обратном вращении винта), регулируя его положение на стойке в зависимости от высоты обрабатываемой детали. Для «грубого» перемещения рабочего узла по стойке служит установочная втулка, которая подпирает ходовую (матричную) гайку и фиксируется на стойке стопорным винтом М6 с пластмассовой головкой-кнопкой. Чтобы подстраховать от поломки рабочий инструмент, на стойку надета пружина сжатия, амортизирующая рабочий узел в случае его «свободного» непроизвольного падения.

Рабочим узлом условно названа часть механизма станка, состоящая из привода и шпиндельной головки, смонтированных на собственных консолях.

Приводной механизм состоит из консоли, прикреплённого к ней тремя винтами электродвигателя и насаженного на вал мотора четырёхручьевого блока ведущих шкивов клиноремённой передачи. Консоль может отодвигаться от стойки, тем самым обеспечивая натяжение приводного ремня.

Забегая вперёд, отметим, что диаметры шкивов в блоке (как в ведущем, так и в ведомом) — различны, и изменение числа оборотов шпинделя осуществляется перестановкой приводного ремня из одного ручья в другой.

Ведущий блок выточен из дюралюминия и закреплён на валу электромотора с помощью штифта-шпонки (деталь названа так потому, что в шкиве выполнено радиальное резьбовое отверстие, а на валу имеется шпоночный паз), роль которого выполняет винт М6 без головки. Приводной клиновой ремень — «нулевого» профиля, соответственно такой же профиль имеют и ручьи блока шкивов.

Настольный сверлильный станок:

1 — рабочий стол-основание (текстолитовая плита s16); 2 — пятка (сталь, круг 80); 3 — основная стойка (сталь, круг 28); 4 — пружина сжатия; 5 — установочная втулка (сталь, круг 45); 6 — стопорный винт (винт М6 с пластмассовой кнопкой-головкой); 7 — ходовой винт; 8 — специальная матричная гайка Тr16х2; 9 — консоль привода (сталь, лист s5); 10 — кронштейн ходового винта (дюралюминий, лист s10); 11 — специальная гайка М12; 12 — маховик ходового винта (пластмасса); 13 — шайбы; 14 — блок ведущих приводных шкивов (дюралюминий, круг 69); 15 — электродвигатель; 16 — блок конденсаторов; 17 — блок ведомых шкивов (дюралюминий, круг 98); 18 — ограничительный стержень возвратной пружины (винт М5 с пластмассовым грибком); 19 — возвратная пружина шпинделя; 20 — разрезной хомут (дюралюминий, круг 76); 21 — шпиндельная головка; 22 — консоль шпиндельной головки (дюралюминий лист s10); 23 — приводной ремень (профиль 0); 24 — выключатель; 25 — сетевой кабель с вилкой; 26 — рычаг подачи инструмента (сталь, лист s4); 27 — съёмная рукоятка рычага (труба d12); 28 — инструментальный патрон № 2; 29 — винт М6 с шайбой

Шпиндельная головка — механизм посложнее, поскольку обеспечивает одновременно и вращательное, и поступательное (подачу) движение режущего инструмента (в основном, сверла, но может применяться и концевая фреза, и шлифовальная головка, и другой металлорежущий инструмент). Шпиндельная головка смонтирована на отдельной (собственной) консоли, изготовленной из дюралюминиевого листа толщиной 10 мм, и удерживается на ней посредством хомута (разрезного кольца), выполненного из такого же дюралюминиевого листа, что и консоль.

Основой шпиндельной головки служит стальная стационарная втулка, выточенная из «кругляка» диаметром 50 мм. Лучше, конечно, в целях экономии металла, изготовить её из толстостенной трубы того же наружного диаметра и толщиной стенки не менее 11 мм, но найти такую непросто. Наружная поверхность втулки — трёхступенчатая. В стенке нижней, более тонкой ступени выполнено продольное закруглённое отверстие (сквозной паз) шириной 6,2 мм и длиной 60 мм (с закруглениями) под ось рычага подачи инструмента. С противоположной стороны просверлено отверстие М6 под стопорный винт; кстати, через него удобно производить смазку трущихся поверхностей. В верхней части этой втулки внутри имеется проточка под подшипник концевой втулки.

Блок шкивов шпиндельной головки подобен ведущему блоку шкивов. Он тоже четырёхручьевой, имеет шкивы различного диаметра и выполнен из дюралюминия. А вот его соединение со шпинделем немного иное. Во-первых, блок шкивов насаживается не на вал (шпиндель), а на концевую переходную втулку. Во-вторых, такое соединение обеспечивает не только зацепление для передачи крутящего момента, как на приводе, но и в определённых пределах не препятствует перемещению шпинделя вверх-вниз. Для этого в блоке шкивов и во втулке выполнено радиальное отверстие М5, а в шпинделе — продольный паз. Соединяются, а точнее взаимно фиксируются, блок и шпиндель, как и на приводе — тоже винтом М5 без головки, но более длинным. К тому же, его конец заточен так, что выполняя роль шпонки, он ещё имеет возможность свободно, но без большого зазора, скользить в пазу.

Шпиндельная головка:

1 — шпиндель (сталь, круг 12); 2 — ходовая втулка (стальная труба 28×3); 3 — радиальный подшипник качения № 1000900 (2 шт.); 4 — винт М6; 5 — шайбы-прокладки (бронза); 6 — рычаг (сталь, лист s4); 7 — стопор ходовой втулки (специальный винт М6 с рифлёной кнопкой); 8 — низкая гайка М12; 9 — стационарная втулка (сталь, круг 50); 10 — радиальноупорный подшипник; 11 — разрезное стопорное кольцо; 12 — концевая переходная втулка (сталь, круг 20)

Шпиндель представляет собой стальной полнотелый стержень. На нижнем его конце выполнен конус Морзе под инструментальный патрон № 16 для свёрл с диаметром хвостовика от 1 до 9 мм, а вблизи конца оставлен ступенчатый буртик для фиксации нижнего подшипника. С другого конца шпиндель почти на треть обточен до диаметра 11 мм и на этом участке прорезан продольный паз сечением 2,5×4 мм (глубина х ширина). В торце шпинделя сделано резьбовое гнездо (глухое отверстие М5) под ограничительный стержень возвратной пружины.

Шпиндель установлен на паре подшипников качения в ходовой втулке и зафиксирован низкой (небольшой толщины) гайкой М12 с увеличенной с одной стороны пологой фаской (она обращена в сторону подшипника).

Ходовая втулка представляет собой трубу с внутренними проточками на концах под подшипники качения. Снаружи, в её верхней половине, тоже выполнено несколько кольцевых проточек-канавок — для лучшей смазки трущихся поверхностей ходовой и стационарной втулок. Примерно посередине втулки выполнено резьбовое радиальное отверстие под ось-винт рычага. Затем сборка из шпинделя и ходовой втулки помещается в стационарную втулку, предварительно вставленную в предназначенное для неё отверстие в консоли и закреплённую здесь разъёмным хомутом.

Ведомый шив и возвратная пружина, внутри пружины видна концевая втулка и верхний конец шпинделя в крайнем верхнем положении

Шпиндель и ходовая втулка в сборе

Сверлильная головка в сборе

Сверху на шпиндель надевается концевая переходная втулка с насаженным радиально-упорным подшипником, а на неё монтируется ведомый блок шкивов так, чтобы радиальные резьбовые отверстия втулки и блока совпали между собой и с пазом шпинделя. После этого детали взаимно фиксируются между собой винтом-шпонкой.

На верхний конец шпинделя надевается возвратная пружина сжатия, в неё вставляется длинный винт М5 со шляпкой-грибком и вворачивается в резьбовое гнездо. Пружину следует подобрать такую, чтобы она уверенно возвращала ходовую втулку в исходное (верхнее) положение, однако не настолько тугую, чтобы рука мастера сильно напрягалась.

В завершение на шпиндельную головку на оси из винта М6 с шайбами-прокладками монтируется рычаг с рукояткой управления подачи режущего инструмента, а в стационарную втулку вворачивается стопорный винт М6 с ручкой-кнопкой.

Электрическую схему не привожу, так как подбор её деталей (конденсаторов) во многом зависит от марки выбранного электродвигателя. А электромотор на станке уже изрядно устаревший, хотя и вполне работоспособный. На его шильдике, кроме марки ДПА-У1, не сохранилось никаких надписей — с годами стёрлись. Известно лишь то, что двигатель переделан на однофазный из трёхфазного. Поэтому не буду описывать применённые конденсаторы и схему их подключения к обмоткам двигателя.

Н. ВАСИЛЬЕВ