Эксцентриковый прижим своими руками. Зажим из дерева своими руками. Виды эксцентриковой стяжки
Эксцентриковый зажим является зажимным элементом усовершенствованных конструкции. Эксцентриковые зажимы (ЭЗМ) используются для непосредственного зажима заготовок и в сложных зажимных системах.
Ручные винтовые зажимы просты по конструкции, но имеют существенный недостаток - для закрепления детали рабочий должен выполнить большое количество вращательных движений ключом, что требует дополнительных затрат времени и усилий и в результате снижает производительность труда.
Приведенные соображения заставляют, там где это возможно, заменять ручные винтовые зажимы быстродействующими.
Наибольшее распространение получили и .
Хотя и отличается быстродействием, но не обеспечивает большой силы зажима детали, поэтому его применяют лишь при сравнительно небольших силах резания.
Преимущества:
- простота и компактность конструкции;
- широкое использование в конструкции стандартизованных деталей;
- удобство в наладке;
- способность к самоторможению;
- быстродействие (время срабатывания привода около 0.04 мин).
Недостатки:
- сосредоточенный характер сил, что не позволяет применять эксцентриковые механизмы для закрепления нежестких заготовок;
- силы закрепления круглыми эксцентриковыми кулачками нестабильны и существенно зависят от размеров заготовок;
- пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием эксцентриковых кулачков.
Рис. 113. Эксцентриковый зажим: а - деталь не зажата; б - положение при зажатой детали
Конструкция эксцентрикового зажима
Круглый эксцентрик 1, представляющий собой диск со смещенным относительно его центра отверстием, показан на рис. 113, а. Эксцентрик свободно устанавливается на оси 2 и может вращаться вокруг нее. Расстояние е между центром С диска 1 и центром О оси называется эксцентриситетом.
К эксцентрику прикреплена рукоятка 3, поворотом которой осуществляется зажим детали в точке А (рис. 113, б). Из этого рисунка видно, что эксцентрик работает как криволинейный клин (см. заштрихованный участок). Во избежание отхода эксцентриков после зажима они должны быть самотормозящим и. Свойство самоторможения эксцентриков обеспечивается правильным выбором отношения диаметра D эксцентрика к его эксцентриситету е. Отношение D/e называется характеристикой эксцентрика.
При коэффициенте трения f = 0,1 (угол трения 5°43") характеристика эксцентрика должна быть D/e ≥ 20 ,а при коэффициенте трения f = 0,15 (угол трения 8°30")D/e ≥ 14.
Таким образом, все эксцентриковые зажимы, у которых диаметр D больше эксцентриситета е в 14 раз, обладают свойством самоторможения, т. е. обеспечивают надежный зажим.
Рисунок 5.5 - Схемы для расчета эксцентриковых кулачков: а – круглых, нестандартных; б- выполненных по спирали Архимеда.
В состав эксцентриковых зажимных механизмов входят эксцентриковые кулачки, опоры под них, цапфы, рукоятки и другие элементы. Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с цилиндрической рабочей поверхностью; криволинейные, рабочие поверхности которых очерчены по спирали Архимеда (реже – по эвольвенте или логарифмической спирали); торцевые.
Круглые эксцентрики
Наибольшее распространение, из-за простоты изготовления, получили круглые эксцентрики.
Круглый эксцентрик (в соответствии с рисунком 5.5а) представляет собой диск или валик, поворачиваемый вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на величину А, называемой эксцентриситетом.
Криволинейные эксцентриковые кулачки (в соответствии с рисунком 5.5б) по сравнению с круглыми обеспечивают стабильную силу закрепления и больший (до 150°) угол поворота.
Материалы кулачков
Эксцентриковые кулачки изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину 0.8…1.2 мм и закалкой до твердости HRCэ 55-61.
Эксцентриковые кулачки различают следующих конструктивных исполнений: круглые эксцентриковые (ГОСТ 9061-68), эксцентриковые (ГОСТ 12189-66), эксцентриковые сдвоенные (ГОСТ 12190-66), эксцентриковые вильчатые (ГОСТ 12191-66), эксцентриковые двухопорные (ГОСТ 12468-67).
Практическое использование эксцентриковых механизмов в различных зажимных устройствах показано на рисунке 5.7
Рисунок 5.7 - Виды эксцентриковых зажимных механизмов
Расчет эксцентриковых зажимов
Исходными данными для определения геометрических параметров эксцентриков являются: допуск δ размера заготовки от ее установочной базы до места приложения зажимной силы; угол a поворота эксцентрика от нулевого (начального) положения; потребная сила FЗ зажима детали. Основными конструктивными параметрами эксцентриков являются: эксцентриситет А; диаметр dц и ширина b цапфы (оси) эксцентрика; наружный диаметр эксцентрика D; ширина рабочей части эксцентрика В.
Расчеты эксцентриковых зажимных механизмов выполняют в следующей последовательности:
Расчет зажимов со стандартным эксцентриковым круглым кулачком (ГОСТ 9061-68)
1. Определяют ход h к эксцентрикового кулачка, мм.:
Если угол поворота эксцентрикового кулачка не имеет ограничений (a ≤ 130°), то
где δ - допуск размера заготовки в направлении зажима, мм;
D гар = 0,2…0,4 мм – гарантированный зазор для удобной установки и снятия заготовки;
J = 9800…19600 кН/м – жёсткость эксцентрикового ЭЗМ;
D = 0,4...0,6 hк мм – запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления эксцентрикового кулачка.
Если угол поворота эксцентрикового кулачка ограничен (a ≤ 60°), то
2. Пользуясь таблицами 5.5 и 5.6 подбирают стандартный эксцентриковый кулачок. При этом должны соблюдаться условия: Fз ≤ F з max и h к ≤ h (размеры, материал, термическая обработка и другие технические условия по ГОСТ 9061-68. Проверять стандартный эксцентриковый кулачок на прочность нет необходимости.
Таблица 5.5 -Стандартный круглый эксцентриковый кулачок (ГОСТ 9061-68)
Обозначение | Наружный эксцентрикового кулачка, мм | Эксцентриситет, | Ход кулачка h, мм, не менее | |||
Угол поворота ограничен a≤60° | Угол поворота ограничен a≤130° |
|||||
Примечание: Для эксцентриковых кулачков 7013-0171…1013-0178 значения Fз мах и Ммах вычислены по параметру прочности, а для остальных – с учетом требований эргономики при предельной длине рукоятки L=320 мм. |
||||||
3. Определяют длину рукоятки эксцентрикового механизма, мм
Значения M max и P з max выбираются по таблице 5.5.
Таблица 5.6 - Кулачки эксцентриковые круглые (ГОСТ 9061-68). Размеры, мм
Рисунок - чертеж эксцентрикового кулачка
Эксцентриковый зажим своими руками
Видео подскажет как сделать самодельный эксцентриковый зажим, предназначенный для фиксации заготовки. Эксцентриковый прижим, изготовленный своими руками.
Простой в изготовлении, обладающий большим коэффициентом усиления, достаточно компактный эксцентриковый зажим, являющийся разновидностью кулачковых механизмов, обладает еще одним, несомненно, главным своим преимуществом...
...– мгновенным быстродействием. Если для того, чтобы «включить – выключить» винтовой зажим часто необходимо сделать минимум пару оборотов в одну сторону, а затем в другую, то при использовании эксцентрикового зажима достаточно повернуть рукоятку всего на четверть оборота. Конечно, по усилию зажима и величине рабочего хода превосходят эксцентриковые, но при постоянной толщине закрепляемых деталей в серийном производстве применение эксцентриков чрезвычайно удобно и эффективно. Широкое использование эксцентриковых зажимов, например, в стапелях для сборки и сварки малогабаритных металлоконструкций и элементов нестандартного оборудования существенно повышает производительность труда.
Рабочую поверхность кулачка чаще всего выполняют в виде цилиндра с окружностью или спиралью Архимеда в основании. Далее в статье речь пойдет о более распространенном и более технологичном в изготовлении круглом эксцентриковом зажиме.
Размеры кулачков эксцентриковых круглых для станочных приспособлений стандартизованы в ГОСТ 9061-68*. Эксцентриситет круглых кулачков в этом документе задан равным 1/20 от наружного диаметра для обеспечения условия самоторможения во всем рабочем диапазоне углов поворота при коэффициенте трения 0,1 и более.
На рисунке ниже изображена геометрическая схема механизма зажима. К опорной поверхности прижимается фиксируемая деталь в результате поворота за рукоятку эксцентрика против часовой стрелки вокруг жестко закрепленной относительно опоры оси.
Показанное положение механизма характеризуется максимально возможным углом α , при этом прямая, проходящая через ось вращения и центр окружности эксцентрика перпендикулярна прямой, проведенной через точку контакта детали с кулачком и точку центра наружной окружности.
Если повернуть кулачок на 90˚ по часовой стрелке относительно изображенного на схеме положения, то между деталью и рабочей поверхностью эксцентрика образуется зазор равный по величине эксцентриситету e . Этот зазор необходим для свободной установки и снятия детали.
Программа в MS Excel:
В примере, показанном на скриншоте, по заданным размерам эксцентрика и силе, приложенной к рукоятке, определяется монтажный размер от оси вращения кулачка до опорной поверхности с учетом толщины детали, проверяется условие самоторможения, вычисляются усилие зажима и коэффициент передачи силы.
Значение коэффициента трения «деталь — эксцентрик» соответствует случаю «сталь по стали без смазки». Величина коэффициента трения «ось — эксцентрик» выбрана для варианта «сталь по стали со смазкой». Уменьшение трения в обоих местах повышает силовую эффективность механизма, но уменьшение трения в области контакта детали и кулачка ведет к исчезновению самоторможения.
Алгоритм:
9. φ 1 =arctg (f 1 )
10. φ 2 =arctg (f 2 )
11. α =arctg (2*e /D )
12. R =D/ (2*cos (α ))
13. A =s +R *cos (α )
14. e ≤ R *f 1 + (d /2) * f 2
Если условие выполняется – самоторможение обеспечивается.
15. F = P * L * cos (α )/(R * tg (α +φ 1 )+(d /2)* tg (φ 2 ))
1 6 . k = F /P
Заключение.
Выбранное для расчетов и изображенное на схеме положение эксцентрикового зажима является самым «невыгодным» с точки зрения самоторможения и выигрыша в силе. Но выбор такой не случаен. Если в таком рабочем положении рассчитанные силовые и геометрические параметры удовлетворяют разработчика, то в любых иных положениях эксцентриковый зажим будет обладать еще большим коэффициентом передачи силы и лучшими условиями самоторможения.
Уход при проектировании от рассмотренного положения в сторону уменьшения размера A при сохранении без изменений прочих размеров приведет к уменьшению зазора для установки детали.
Увеличение размера A может создать ситуацию при износе в процессе эксплуатации эксцентрика и значительных колебаниях толщины s , когда зажать деталь окажется просто невозможно.
В статье умышленно ничего не упоминалось до сих пор о материалах, из которых можно изготовить кулачки. ГОСТ 9061-68 рекомендует для повышения долговечности использовать износостойкую поверхностно-цементированную сталь 20Х. Но на практике эксцентриковый зажим выполняют из самых разнообразных материалов в зависимости от назначения, условий эксплуатации и располагаемых технологических возможностей. Представленный выше расчет в Excel позволяет определять параметры зажимов для кулачков из любых материалов, только нужно не забывать изменять в исходных данных значения коэффициентов трения.
Если статья оказалась Вам полезной, а расчет нужным, Вы можете оказать поддержку развитию блога, сделав перевод небольшой суммы на любой (в зависимости от валюты) из указанных кошельков WebMoney: R377458087550, E254476446136, Z246356405801.
Уважающих труд автора прошу скачивать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, размещенном в конце статьи или в окне наверху страницы!
Без слесарных тисков невозможно представить авторемонтную или домашнюю мастерскую независимо от того, с каким материалом приходиться работать: металлом, пластиком или деревом. Обычно везде пользуются классическими тисками с воротком, которые медленно зажимают и разжимают детали.
Совершенно нетрудно и в короткое время можно изготовить самодельные металлические тиски с эксцентриковым зажимом, которые отличаются компактными размерами, а также позволяют быстро и надежно фиксировать заготовки. Быстродействие тисков особенно будет полезным при выполнении больших объемов работ, отличающихся однообразием и монотонностью.
Сделать самые простые металлические тиски с эксцентриковым зажимом можно своими руками из недорогих подручных материалов – остатков металлолома, которые практически всегда найдутся в домашней мастерской или гараже. Поэтому на материалах не будем останавливаться. Если будет необходимость оговорить их особенности, уточним это в процессе работы.
Нам для работы понадобятся самые обычные инструменты:
- сварочный аппарат;
- болгарка с отрезным диском;
- сверлильный станок или дрель;
- метчик для нарезки резьбы:
- молоток;
- клещи;
- слесарные тиски и др.
Приступаем к изготовлению тисков
Чтобы работа спорилась, не мешает себе мысленно представить конечный результат работы, к которой мы только что приступаем: готовые быстрозажимные эксцентриковые тиски, радующие нас своей компактностью, цветовым разнообразием и поразительными возможностями быстро и надежно зажимать любые заготовки.
Ну, а теперь – к работе, чтобы мечта превратилась в реальность. Находим остаток ни к чему негодного швеллера, размечаем его с помощью линейки и маркера и отрезаем при помощи болгарки необходимый кусок. Он станет основание для подвижной и неподвижной губки наших тисков.
Из подходящего по размеру равнополочного уголка после разметки отрезаем два одинаковых по длине куска, которые в тисках станут основанием губок наших самодельных тисков.
В середине полки одного из уголков – будущей подвижной губке тисков, намечаем центр отверстия, которое просверливаем на сверлильном станке.
На перемычке заготовки швеллера по ее центральной оси ближе к одному концу намечаем границы прорези, по которой будет двигаться подвижная губка наших тисков. Отмеченные точки накерниванием и сверлим отверстия, которые и будут концами прорези.
Вырезаем с помощью болгарки полоску металла в перемычке швеллера между этими двумя отверстиями и выбиваем ее сужающимся бойком молотка. Эта прорезь будет задавать пределы перемещения подвижной губки тисков.
Отрезаем болгаркой из подходящей металлической полосы два куска, длина которых равна ширине полки уголка. Они будут служить ограничителями для подвижной губки при ее движении вдоль прорези.
Далее соединяем уголок и швеллер с помощью болта и гайки в положение, которые они будут занимать в готовых тисках.
Зажимаем эту конструкцию в слесарные тиски и привариваем к уголку поперечно с двух сторон швеллера ограничители, придерживая их клещами. Чтобы их случайно не приварить к полкам швеллера, между ними на время сварки помещаем тонкий кусок резины, пластика или другого диэлектрического материала.
Затем из отслужившего свое молотка с круглой головкой отрезаем болгаркой цилиндрическую болванку по высоте примерно равную диаметру – заготовку будущего эксцентрикового зажима.
Намечаем на его торце точку с некоторым эксцентриситетом – отступом от центральной продольной оси цилиндра. По метке сверлим сквозное отверстие, параллельное оси нашей заготовки.
Из толстой полосы металла после разметки вырезаем два куска по длине и высоте равных полке равнополочного уголка. Это будущие накладки на губки быстрозажимных тисков.
Сверлим в этих накладках по два отверстия по центру ближе к краям. Развертываем их с лицевой стороны под головки крепежных винтов. С помощью болгарки наносим насечку и зачищаем их. Пробуем качество закрепления накладок к полкам уголков (губкам) двумя болтами и гайками.
Один уголок (неподвижную губку) привариваем поперечно к перемычке швеллера со стороны, противоположной прорези. Вновь устанавливаем накладки на неподвижную и подвижную губки и уже окончательно прикручиваем их по месту, пользуясь ключом и отверткой.
Из довольно толстого металла вырезаем полоску по размеру равную длине уголка, а по ширине – расстоянию между концами полок по диагонали. Также и привариваем ее для обеспечения прочности и жесткости неподвижной губки.
Теперь берем более толстую полосу металла и сверлим с одного конца отверстие и нарезаем в ней резьбу с помощью метчика. Затем отрезаем от нее кусочек с резьбовым отверстием прямоугольной формы, чуть отличной от квадрата.
Эта самодельная прямоугольная гайка будет удерживать эксцентрик на подвижной губке, и позволять им двигаться по перемычке швеллера (направляющей) в ту или другую сторону.
Чтобы гайка не вращалась под перемычкой швеллера, с двух сторон от нее продольно вдоль всей прорези с небольшим зазором отрезаем и привариваем два направляющих прута-ограничителя.
В эксцентрике сбоку примерно посередине его высоты сверлим глухое отверстие и нарезаем в нем резьбу под крепление ручки.
Собираем подвижную губку тисков с заранее приваренными ограничителями, прикручивая к уголку двумя болтами готовую накладку с насечками.
Находим кусок листового железа достаточной толщины для обеспечения жесткости. Намечаем на нем контуры основания восьмиугольной формы с двумя отметками под отверстия для крепления. С помощью болгарки вырезаем его.
Привариваем к нему швеллер (направляющую) с неподвижной губкой. Обрабатываем сварные швы и поверхности болгаркой для удаления ржавчины, наплывов металла, шероховатостей и округления граней.
Заклеиваем накладку губки и продольную прорезь с запасом по бокам строительным скотчем.
С их помощью одним движением ручки эксцентрика можно закрепить в них любые заготовки быстро, надежно и без лишних усилий.
Замечания в конце
Поскольку придется работать с болгаркой, сварочным аппаратом, сверлильным станком, то необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты, по крайней мере, очками для защиты глаз и перчатками на руки.Чтобы подвижные части эксцентриковых тисков работали без заеданий, их можно время от времени смазывать графитовой смазкой, а рычаг эксцентрика для удобства снабдить деревянной ручкой.
Эксцентриковая стяжка (растексы, минификсы, эксцентриковый зажим – кто как называет) – это один из наиболее распространённых видов мебельного крепежа.
Минификсы хороши тем, что детали, стянутые с их помощью, можно многократно разбирать и собирать обратно, без потери жесткости, что не получилось бы , где с каждой сборкой/разборкой крепление будет терять жесткость.
Минус у мебельного минификса только один – это кропотливая работа по его установке. Если не иметь дорогостоящего присадочного оборудования, для установки своими руками нужно очень тщательно разметить и точно просверлить три разных отверстия в трех разных плоскостях, что обычно занимает очень много сил и времени.
Данная работа не терпит оплошностей в разметке. Ведь отрегулировать соединение вы в итоге не сможете.
Так же его стоимость нельзя назвать совсем дешевой. Цена минификса обычно дороже конфирмата в 3-4 раза.
Поэтому ее стоит применять в самых необходимых случаях.
Эксцентриковый зажим используют в местах крепления деталей (Т- или Г-образных), соединение которых необходимо скрыть от посторонних глаз. Например, ими крепят:
- Столешницы компьютерных и других столов из ДСП
- Столешницы комодов
- Дно и крыши и другие детали, где нет возможности сверлить отверстия на лицевой части детали.
Установленный шток минификса эксцентрикового зажима полностью скрыт в теле ДСП, а видимым остается только эксцентрик, который устанавливают с внутренней стороны изделия.
Виды эксцентриковой стяжки
В зависимости от производителя, есть несколько модификаций минификса, в комплект которой входит:
- Шток (растекс)
- Эксцентрик (минификс)
- Пластиковая или металлическая втулка (в зависимости от производителя)
- Заглушка минификса (необязательно)
Так же существуют угловые (на шарнире) и двухсторонние стяжки. Но для их использования нужно быть полным извращенцем, а так же хорошенько подумать, куда их можно применить. В наше время их практически перестали использовать из-за ненадобности.
Популярным сегодня остается эксцентриковый зажим, шток которого идет уже с резьбой под ДСП, без пластиковой втулки. То есть состоит только из двух частей: штока и эксцентрика.
Но, на всякий случай, в данной статье мы разберем монтаж двух видов этого крепежа — как с втулкой, так и без нее.
Инструкция по установке эксцентриковой стяжки (без втулки)
Необходимый инструмент:
- Шуруповерт
- Фреза «Форстнера» 15 мм
- Сверло 7 мм (для тела штока)
- Сверло 5 мм или конфирматное (для вкручивания штока)
- Линейка, шило, карандаш
Стандартная толщина тела штока стяжки 6 мм, а длинна – 44 мм. Диаметр эксцентрика составляет 15 мм, а его глубина –12,5 мм. Фото эксцентрика и штока:
Как уже упоминалось выше, для установки минификса в соединяемых деталях нужно сделать три отверстия разного диаметра.
Итак, давайте приступим к сборке.
Для качественной , чтобы ексцентрик захватил головку штока, она должна выглядывать на 6 мм:
Под вкручивание штока в ДСП делается отверстие сверлом 5 мм (или конфирматным), если это боковина, его центр должен располагаться на расстоянии 8 мм от края, глубиной 10-11 мм (шток должен вкручиваться плотно и до самого конца, по отметку, это видно на фото).
В другой детали делается разметка под два отверстия.
Первое — на расстоянии центра на 34 мм от края, под отверстие фрезой «Форстнера» диаметром 15 мм. Его глубина должна быть равной толщине эксцентрика (около 12 мм), чтобы эксцентрик вошел в деталь «заподлицо».
Второе отверстие делается в торце детали, строго по центру, сверлом 7 мм (на 1мм больше тела штока).
Установка стяжки с пластмассовой втулкой
Принцип сборки минификса со втулкой точно такой же, как и при установке металлического минификса, с единственным отличием – нужно другое отверстие под шток.
Видео: установка мебельной эксцентриковой стяжки
