КАМНЕРЕЗНАЯ ЦИРКУЛЯРНАЯ ПИЛА

Наша земля богата природными дарами. Среди них особое место занимают драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни. Неудивительно, что обработка поделочного камня привлекает множество мастеров и увлечённых любителей. А для того чтобы делать это с успехом, мало одного желания и способностей — нужен специальный инструмент и хотя бы минимум оборудования; алмазные дисковые пилы и приспособления для распиловки керамической плитки. Однако есть два «но». Во-первых, область их применения весьма ограничена (например, алмазные диски имеют толщину 2 мм и более, что во многих случаях для резки поделочных камней неприемлемо). Во-вторых, их стоимость, мягко говоря, неадекватна скромному достатку среднего работающего россиянина, а уж тем более пенсионера.

Поэтому, когда я увлёкся поделками из природного камня, то, с учётом вышесказанного, первым делом решил сконструировать и изготовить небольшой распиловочный станочек. В результате появилась камнерезная циркулярная пила (КЦП), довольно простая в изготовлении, удобная и эффективная в эксплуатации.

Принцип работы КЦП очень прост (рис.1). В кювету с охлаждающей жидкостью добавляется абразивный порошок, например карбид кремния. При вращении отрезной диск «захватывает» абразив и в месте контакта с распиливаемым камнем, закреплённым на суппорте КЦП, процарапывает канавку, которая с каждым оборотом углубляется, вплоть до разделения камня на половинки. Применение в качестве рабочего инструмента свободного абразива вместо, скажем, алмазных кругов имеет некоторые неоспоримые преимущества. Прежде всего, его стоимость на порядок меньше, а это, как указано выше, имеет немаловажное значение. Кроме того, обеспечивается возможность применения отрезных дисков практически любых необходимых размеров. И это тоже не потребует больших расходов, поскольку диски (а они из кровельного железа) с лёгкостью можно изготовить самостоятельно. Но следует иметь в виду и один недостаток: производительность распиловки свободным абразивом значительно ниже, чем алмазным кругом.

Конструктивно КЦП состоит из двух основных узлов: рабочего блока (рис. 3) и блока питания, расположенного на некотором расстоянии от первого (это сделано для повышения электробезопасности при работе). В качестве привода (рис. 4) использован электродвигатель постоянного тока на 12 В от вентилятора обдува радиатора легкового автомобиля. Корпус двигателя подвергся небольшой доработке: были удалены два из трёх штатных элементов крепления. Электродвигатель помещается в хомут из оцинкованной жести и с помощью петли на его конце и шпильки М6 шарнирно устанавливается в угольники-кронштейны на основании. На вал двигателя навинчивается ведущий шкив и фиксируется штифтом диаметром 2 мм. На рабочий шпиндель вращение передаётся клиновым ремнем (от привода генератора автомобиля «Жигули»). Для натяжения ремня корпус двигателя через оставшийся элемент крепления подсоединяется к серьге. Рядом с двигателем на основании крепятся латунные клеммы для его подсоединения и кнопки управления в специальном кожухе. Кнопки — от старого лампового телевизора (а лучше использовать обычный тумблер типа ТВ-1-1).

Корпус основания (дно, опоры, передние, боковые и задние стенки) выполнен из берёзовых досок толщиной 20 мм (рис. 5). Стенки соединены в шип и приклеены ко дну. Для надёжности элементы дополнительно скреплены шурупами. После сборки корпус пропитан разогретой олифой и окрашен масляной краской.

Далее в основание вставляется 5-литровая пластиковая бутыль из-под питьевой воды, в передней стенке по месту вырезается углубление под её горлышко. Затем бутыль разрезается вдоль на высоте стенок основания. Полученная кювета по периметру прибивается к стенкам основания мелкими гвоздями. Под горлышком кюветы к передней стенке крепится жёлоб из оцинкованной жести толщиной 0,8 мм, а сверху устанавливаются фиксаторы крышки. Верхние торцы боковых стенок закрываются отражательными полосками шириной 30 мм, вырезанными из пластиковых бутылок. Полоски закрепляются с напуском внутрь основания мелкими гвоздями. Они служат для защиты зазоров и стыков между стенками основания и кюветы от попадания охлаждающей жидкости с абразивом при работе КЦП. Кроме указанных деталей на основании монтируются серьга для крепления двигателя при натяжении ремня, центральный отражатель и опоры суппорта.

После этого приступаем к сборке и установке рабочего шпинделя (рис. 8). Прежде всего определяем положение вала. Для этого закрепляем двигатель на серьге, как показано на рисунке 3, на ведущий и ведомый шкивы надеваем ремень и натягиваем его, смещая ведомый шкив в направлении задней стенки основания. Зафиксировав шкив, через отверстие в его ступице размечаем на боковой стенке основания центр отверстия под вал шпинделя. Переносим разметку на противоположную стенку и засверливаем в боковых стенках отверстия диаметром 11 — 12 мм. Затем закрепляем на конце вала ведомый шкив, надеваем на вал одну пластину — подшипник, пропускаем его через правую стенку основания, надеваем ещё две, пропускаем через левую стенку. На свободный конец вала надеваем последнюю, четвёртую пластину и последовательно закрепляем все их, обеспечивая лёгкое натяжение приводного ремня и свободное вращение вала. Далее вынимаем вал из основания, заполняем отверстия в боковых стенках консистентной смазкой типа ЦИАТИМ-201 и, возвращая вал на место, последовательно нанизываем на него шайбы, втулку с закреплённым на ней отрезным диском и пружину. В заключение втулку фиксируем на валу стопорным винтом.

Суппорт (рис. 3, 9) служит для фиксации разрезаемого камня и осуществления его подачи к отрезному кругу. Камень зажимается между пластиной и двумя планками, сделанными из листового гетинакса толщиной 6 мм. В пластине между планками пропилен паз для выхода отрезного круга, а у торца просверлено 2-мм отверстие, которое служит для закрепления нити и подвешивания груза при необходимости увеличить прижим заготовки к инструменту. Нить проходит через горловину кюветы и далее по жёлобу. Установка суппорта не сложная и понятна из представленных рисунков. Главная задача при этом — с помощью стопорного винта М5 зафиксировать пластину так, чтобы отрезной круг находился по оси щели.

Крышка (рис. 10) состоит из деревянной П-образной рамки, собранной из берёзовых брусочков, замыкающей скобы из 3-мм проволоки и корпуса (половинки пластиковой 5-литровой бутыли — остатка от кюветы). К основанию крышка крепится небольшой карточной петлёй.

Работа на КЦП осуществляется следующим образом. Сначала в кювету основания заливается охлаждающая жидкость — смесь воды с моторным маслом в соотношении примерно 15:1.

Количество охлаждающей жидкости должно быть таковым, чтобы отрезной диск погружался в неё на 8 — 10 мм. Далее в кювету около отрезного диска со стороны жёлоба высыпается порошок абразива в количестве 30 — 40 г. Порошок можно получить из отслужившего заточного круга из карбида кремния (зелёного цвета). После закрепления заготовки на суппорте он опускается на отрезной диск, крышка КЦП закрывается — и включается электродвигатель. После 1 — 2 минут должен появиться характерный «шелест», который означает, что на отрезной круг поступает абразив и начинается процесс распиловки камня. В первые минуты, когда сопротивление вращению инструмента небольшое, на блоке питания переключателем устанавливается напряжение порядка 6 — 8 В. Это позволяет уменьшить обороты двигателя и снизить сбрасывание абразива с отрезного круга. По мере увеличения пропила подаваемое на двигатель напряжение следует постепенно повышать.

Как видно из рисунков 3 и 5, опоры основания имеют разную высоту: передняя (у жёлоба) — 20 мм, задняя — 50 мм. Это сделано для того, чтобы абразивный порошок, сбрасываемый к задней стенке, «стекал» обратно к отрезному диску. В случае необходимости КЦП можно жёстко закрепить струбциной на рабочем столе — для этого дно основания сделано на 12 мм шире боковых стенок.

После окончания работы охлаждающая жидкость сливается через жёлоб, абразив из кюветы удаляется (для дальнейшего использования), кювета промывается тёплой водой и сушится.

Блок питания (принципиальная электросхема показана на рис. 2) имеет стандартное устройство. В качестве трансформатора использован доработанный ТС-180 (от старого лампового телевизора). Вторичные обмотки на его катушках заменены на новые, намотанные медным изолированным проводом сечением 2,5 мм² (см. таблицу).

Число витков и напряжения во вторичных обмотках

Переключатель SA1 — типа ПГК-1-11; сигнальная лампа HL1 — на 12 В, 90 мА; конденсатор С1 — типа БМТ-2, С2 — К50-6; тумблер включения — типа ТП1-2. Диоды DV1 — VD4 (D242) установлены на алюминиевой пластине толщиной 5 мм размерами 80×100 мм и изолированы от неё слюдяными шайбами. Монтаж выполнен проводом БПВЛ сечением 1,5 мм². Блок питания накрыт кожухом (из кровельного железа) размерами 190x140x120 мм.

В случае затруднений в изготовлении блока питания КЦП можно питать от любого источника постоянного тока напряжением 12 В, например от автомобильной аккумуляторной батареи или зарядного устройства к ней.

Технические данные КЦП

Скорость вращения пильного диска, об/мин … 600 — 800
Скорость распиловки, мм/мин до … 1
Максимальная толщина камня, мм … 25
Напряжение питания (бытовая сеть), В … 220
Потребляемая мощность, Вт … 120

«Моделист-конструктор» № 3’2010, Л. СТЕПАНОВ, г. Истра