Мои поделки: Держатель для Алмазного карандаша (правИло для абразивного инструмента) [осень 2012]

Держатель для Алмазного карандашаАбразивный инструмент (точильные круги) — это действительно универсальный и эффективный инструмент для обработки различных металлов, поэтому широко используется в СЛЕСАРНОМ ДЕЛЕ. Абразивный инструмент состоит из фракций твёрдого материала (абразива), скреплённых неким связующим материалом (связкой)… В работе, при точении/шлифовании деталей изделий — абразивный инструмент стачивается, изнашивается (это его особенность: что он «расходный материал»), но изнашивается неравномерно — поэтому нарушаются рабочие плоскости (профиль) абразивного инструмента, и последний нуждается в «правке»

Обзор

Для «выравнивающей» и «зачистной» правки абразивных кругов бытового точила — я придумал и сделал следующий инструмент:

Обзор

На фото выше изображены (сверху-вниз, слева-направо):

  • белая круглая «Коробочка от фотоплёнки» — для хранения алмазного карандаша, его паспорта и других мелких запчастей.
    (Примечание: некоторые алмазные карандаши продаются, каждый, в маленьком пластиковом футляре, т.к. это дорогой инструмент… Но мой карандаш шёл без футляра — и я приспособил, взамен, такую коробочку.)
  • чёрная маленькая «Эльборовая вставка»: б/у «головка» резца, куплена на рынке за 15грн., державки ещё не имеет — поэтому не используется (присутствует на фото, как пример альтернативы «алмазному карандашу»).
  • по центру, на светлом «холщовом мешочке с затяжкой» (который используется для хранения всех вещей), лежит «Правящий инструмент в сборе»: Держатель, с закреплённым в нём алмазным карандашом (основной предмет данной статьи).
  • наконец, в самом низу, представлен «Паспорт на алмазное изделие» — которым обязательно сопровождается каждый экземпляр продаваемого карандаша, и в котором описаны его основные характеристики (по ГОСТ 607-80): «Название», «Тип», «Исполнение», качество использованных алмазов, дата изготовления, производитель и др.

Конструкция держателя

Держатель состоит из трёх деталей (пп.1-3):

  1. «Болт», с гнездом на торце для крепления алмазного карандаша. Условно, «болт» состоит из двух частей: резьбы и «рабочей части» (последняя оканчивается гнездом-креплением). «Рабочая часть» с закреплённым в ней карандашом — формирует «клинок» правящего инструмента…
  2. «Державка», которую оператор держит хватом в руке за «рукоять», и «гардой» (широкой шайбой) которой упирается в подручник станка.
  3. Стандартная «гайка-бабочка» М12 (она же «гайка барашковая»). Была немного подточена: скруглены грани и выступающие рожки, для эргономики…
  4. В «болт», у меня, закреплён «Алмазный правящий карандаш 3908-0092 (ГОСТ 607-80)»: «тип 4» (с неориентированным расположением алмазов), «исполнение С» (ступенчатое), размеры 14х10х35мм.
    Посадочный размер хвостовика: диаметр 10мм и длинна 15мм.
    Внешний диаметр рабочей части: 14мм.
    Алмазный карандаш (ГОСТ 607-80). Тип 04 Исполнение С

Замечание! Справка: На какие ширины подручника рассчитан, точильные станки каких габаритов поддерживает, данный Держатель?
Данный инструмент предназначен для электроточил малых и средних размеров, с шириной подручника от 30мм до 50мм (из расчёта: 40мм макс.длинна «болта» в выдвинутом положении + 10мм мин.длинна сточенного карандаша = 50мм) — и с лихвой покрывает диапазон бытовых электроточил…

Конструкция

Деталь в руке, для оценки масштаба:
Деталь в руке, для оценки масштаба

Другие фото:
На столе. В сборе . . . На столе. В разборе

Замечание! Секрет: Резьба «болта» слегка смазана негустой консистентной смазкой (я использовал силиконовую «SMAR TF» — она не столь маркая, как солидол). Это не только смягчает трение, но и уплотняет посадку, поэтому «болт» ходит гладко и комфортно, без люфтов (в то время как без смазки — болт неприятно цеплялся заусеницами дефектов токарной проточки резьбы, которые образовались из-за того что сталь заготовки была не очень качественной).
Замечание! Секрет: Несмотря на то, что Посадочное гнездо в «болте» для крепления алмазного карандаша — точно подогнано под размеры хвостовика карандаша (входит гладко с затиркой, токарь сработал хорошо)… Тем не менее, я ещё уплотнил соединение фторопластовой лентой: перед посадкой, намотал на хвостовик карандаша ленту ФУМ 12мм ширины, гладко без морщин; затем ввинтил карандаш в посадочное отверстие… Держится отменно!

В работе

Инструкция пользователя: Как использовать инструмент при правке?

  1. Подготовка: Сейчас электроточило выключено. Выправляемый Абразивный круг — установлен, отрегулирован и зажат (напомню, что «выравнивающую» правку, в идеале, нужно проводить после каждой переустановки круга)
  2. Первым делом, следует отрегулировать и закрепить подручник станка в рабочем положении (примерно так же, как и при обычном точении: пусть зазор между подручником и кругом будет минимум 2мм) — теперь, под это положение подручника, подстроим «правящий инструмент»…
  3. Положите «правящий инструмент» на подручник станка и уприте «гардой» во внешнюю грань подручника (как это показано на фото ниже). Свободной рукой отпустите «гайку-бабочку», служащую контргайкой для «болта». Свободной рукой проверните и отрегулируйте «болт» в положение, когда он будет едва касаться алмазом самой выступающей точки на поверхности абразивного круга (едва касаться — поскольку нельзя вгрызаться сразу глубоко, нужно снимать абразив постепенно!). Зажмите «контргайку-бабочку». Всё, теперь «правящий инструмент» отрегулирован в исходное положение для работы.
  4. Включите питание электроточила, дайте кругу полностью раскрутиться…
  5. Теперь, легко но плотно прижимая «инструмент» вперёд к подручнику, делаем горизонтальную проводку алмазом по рабочей поверхности круга. Начинать проводку нужно всегда из крайнего положения, где карандаш ещё не касается круга, и заканчивать — в положении, где карандаш уже вышел из соприкосновения с кругом. Вести карандаш по подручнику, слева-направо или справа-налево, нужно с равномерным, неизменным нажимом (это наиболее важно, т.к. от сильного нажима тонкий подручник бытового точила изгибается и алмаз неравномерно глубоко вгрызается в поверхность круга — профиль получается неровный). При проводке, «клинок» должен плотно лежать на горизонтальной плоскости подручника, и плотно упираться «гардой» во внешний торец подручника — это обеспечит перпендикулярную подводку «клинка» инструмента к радиальной поверхности круга, и обеспечит «восстановление» ровного Прямого Профиля.
    (Замечание: так как «правящий инструмент» круглый, то при проводке, его следует перекатывать по подручнику, а не тянуть с трением — это обеспечит гладкость хода, равномерность стачивания алмаза и, в конечном итоге, «восстановление» ровного Прямого Профиля абразивного круга.) Так делаем несколько проводок туда-обратно…
  6. Уже после нескольких правильных проводок — алмазный карандаш снимет весь абразив, до которого он может дотянуться в этом положении отрегулированной длинны «клинка». Если правка ещё не завершена — тогда нужно слегка выдвинуть «клинок», на доли миллиметра, и продолжить проводки… Для этого, прямо здесь на подручнике, не меняя положения руки и не выключая точила, свободной рукой делаем следующее: отпускаем «контргайку-бабочку» и чуть-чуть выкручиваем «болт» (проворачиваем по часовой стрелке, т.к. там правая резьба), буквально на четверть — максимум половину оборота; зажимаем «контргайку-бабочку» и продолжаем делать проводки с новой настройкой… (Таким образом, перенастройка делается очень легко, а положение регулируется очень тонко.)
  7. Последний пункт нужно повторять до тех пор, пока весь профиль круга не будет выровнен…
    Хотя при «зачистной» правке, когда с круга снимается только «засаливание» — достаточно сделать всего несколько проводок, и перенастраивать «инструмент», в процессе, нет необходимости…

Замечание! Замечание: когда Алмаз будет встречаться с выступающими частями выправляемого профиля — он станет работать, будет лететь много пыли — здесь нажим усиливать нельзя, но скорость продвижения инструмента на таких участках можно замедлить (правим долго и медленно)…
Рекомендация: При правке нового, впервые установленного абразивного круга со значительным разбалансом и «радиальным биением» (NB: точило при этом сильно трясёт и вибрирует) — карандаш при проводке нужно держать очень крепко и твёрдо. Бьющий круг будет норовить отбить правящий инструмент в сторону, как отбойным молоточком, — это нужно преодолеть: после каждой очередной проводки биения будут всё уменьшаться, но понадобиться до нескольких десятков проводок, чтобы снять весь выступающий абразив и сравнять радиус!

Правим абразивный круг бытового точила (на подручнике станка):
Правим абразивный круг бытового точила

Замечание! Секрет: Обратите внимание, что подручник бытового точила (обычно имеющий загиб книзу с внешней стороны) — был расплющен, для обеспечения ровной внешней плоскости, для равномерного упора «правящего инструмента», по всей ширине подручника.

Правим абразивные шарошки для дрели (инструмент можно использовать и для других нестандартных применений):
Правим абразивные шарошки для дрелиПримечание: Здесь шарошка зажата в патрон обычной дрели, а дрель закреплена в штативе «ДиолД СМС-43»; в тиски штатива закреплён деревянный брусок, служащий упором для правящего инструмента (вместо подручника станка)… Вообще, без упора править невозможно! Однако, можно приловчиться: по-разному зажимать брусок-упор, и по-разному прикладывать к упору правящий инструмент (им легко управлять из-за монолитной конструкции, широкой «гарды» и длинной ручки) — и так править очень разные, в т.ч. скруглённые профили шарошек.

Замечание! Обслуживание: Инструмент всегда хранится в сборе. Для хранения всех прибамбасов — пошит холщовый мешочек с затяжкой.
Сразу после работы, перед упаковкой, всегда протираю инструмент влажной тряпкой от пыли и грязи. Но никогда не мою под проточной водой, чтобы внутрь не попадала вода — инструмент сделан из обычной, ржавеющей стали!

Чертежи

Исходный авторский чертёж:
Исходный авторский чертёж

Рабочий чертёж (для токаря) с правками и замечаниями:
Рабочий чертёж с правками и замечаниями

Замечание! Секрет: Алмазный карандаш я также отдавал токарю, при заказе деталей по моим чертежам… Токарь слегка выровнял/проточил посадочный диаметр хвостовика алмазного карандаша, чтобы он гладко и плотно (впритирку) входил в соответствующее ему гнездо в детали «болта» Держателя.

Замечание! Примечание: сначала был куплен алмазный карандаш, а потом под него был спроектирован Держатель, с соответствующими размерами…
Секрет конструкции: Внешний диаметр алмазного карандаша (14мм) должен быть равен внешнему диаметру «болта» (14мм), и соответствующего ему стакана «державки»! Таким образом, рабочий «алмазный наконечник» с «болтом» представляют собой единую продольную конструкцию — это для того, чтобы «клинок» правИла ложился на подручник точила ровно и гладко, с надёжным упором.

Из опыта эксплуатации текущей модели «Правящего инструмента» — были сформированы несколько пожеланий к улучшению конструкции, для следующей модели:

  • Текущая длинна рабочей части «болта», которая выдвигается вперёд, за пределы «гарды»: 15+25=40мм, что обеспечивает поддержку подручников шириной до 50мм… Для расширения диапазона поддерживаемых станков (для возможности править круги и на более крупных, профессиональных станках), рекомендуется удлинить рабочую часть «болта» на 10мм, и соответственно удлинить на 10мм глубину стакана в «державке» — что обеспечит поддержку подручников шириной до 60мм.
  • Для поддержки «алмазных карандашей 3908-0092» также большего размера 14х10х45мм, с длинной хвостовика 20мм (в то время как, у меня сейчас используется карандаш уменьшенного размера: 14х10х35мм, с длинной хвостовика 15мм — и под него рассчитаны текущие чертежи) — нужно сделать следующее:
    1. Углубить ещё на 5мм Гнездо на переднем торце «болта», под крепление алмазного карандаша;
    2. Углубить Стакан в «державке» ещё на 5мм — за счёт уменьшения длинны резьбовой части с 20мм до 15мм (этого хватит для надёжности).

Текущая модель инструмента уже имеет ощутимую массу, которую стоит по-возможности уменьшить для разгрузки руки и повышения эргономики — для этого, несколько следующих рекомендаций:

  • Текущий диаметр «гарды державки» = 65мм. (Это элемент, которым оператор упирается в торец подручника станка, для обеспечения ровного Прямого Профиля, параллельного оси круга.) Было решено, что для обеспечения надёжного выравнивания, в большинстве случаев — вполне достаточно исполнить «упорный диск» (гарду) диаметром 55мм. (это снижает габариты и массу инструмента)
  • Диаметр резьбы «болта» можно уменьшить с М12 до М10. Соответственно, также меняется и ответная резьба в «державке», и «гайка-бабочка» будет М10… (это уменьшит массу инструмента, без ухудшения прочности — конструкция здесь не силовая)
  • Текущая толщина стенок стакана в «державке»: до 4мм=(22-14)/2. Как показала практика: этого вполне достаточно для нанесения рифления на рукоять, и для прочности конструкции, с запасом — поэтому утолщать диаметр «державки» не следует, но можно даже немного уменьшить… Поэтому можно попробовать изготовить «державку» с толщиной стенок стакана на 1мм меньше — для этого, внешний диаметр «рукояти державки» следует уменьшить с 22мм до 20мм.
  • Также, толщина шайбы «упорного диска» («гарды державки») может быть уменьшена с 4мм до 3.5мм (меньше уже не стоит — чтобы был запас прочности, для противодействия сколу или деформации металла, при случайном падении инструмента на пол).
  • Массу «болта» также можно уменьшить, без ухудшения его прочности — если выбрать часть металла изнутри «рабочей части»… Для этого, Гнездо на переднем торце «болта», которое предназначено для крепления алмазного карандаша, следует углубить дальше: меньшим диаметром (сверлом 8мм) проточить почти всю «рабочую часть», не доходя нескольких миллиметров до границы уменьшения внешнего диаметра «болта», где он переходит в резьбу. Толщина стенок такой проточки будет составлять: (14-8)/2=3мм — вполне надёжно!

Техника работы с алмазным правящим карандашом

Основные рекомендации:

  • Никаких усилий при правке не применять. Если до достижения требуемого профиля требуется большая выработка абразива — то нужно править долго и медленно.
  • Если кристаллы алмаза расположены цепочкой по оси карандаша (тип 01), то следует периодически поворачивать карандаш, чтобы на кристалле алмаза не формировалась площадка износа.
  • Если абразивный круг только затупился/засалился, то чем меньше вы его сточите при правке — тем лучше. Оптимальным считается съем до половины диаметра зерна круга.
    На промышленных станках: съем выставляют в половину допуска на деталь, особенно если круг правят во время шлифования детали.
  • В процессе правки, нужно периодически делать перерывы для охлаждения алмаза. Но, ни в коем случае, нельзя охлаждать его водой (или другими жидкостями) — иначе, алмаз может лопнуть/расколоться, будь он исполнен «единым кристаллом в оправе» или «множеством зёрен в карандаше»… (Примечание: алмаз твёрдый, но хрупкий минерал.)
    На промышленных станках: круги правят при обильном охлаждении (что желательно) или всухую, вообще без охлаждения. Но если правка осуществляется с охлаждением, то охлаждающая жидкость должна подаваться без перерывов, иначе на кристалле алмаза могут образоваться трещины! (Поэтому, в бытовых условиях, на бытовом точиле — никакое активное водяное охлаждение, при правке, недопустимо.)

Какой лучше выбирать алмазный карандаш?
По расположению кристаллов:

  • Для домашнего точила лучшее решение — многослойный алмазный карандаш, с несколькими алмазами на каждом уровне: «тип 02» или «тип 04».
  • Менее эффективен — «тип 01», с алмазами расположенными цепочкой по оси карандаша.
  • Нет смысла брать «алмазные иглы» и «алмазы в оправах» — они предназначены для тонкого и точного профилирования.

По исполнению хвостовика:

  • Следует брать «исп. А — цилиндрическое» (для маленьких карандашей, подешевле) или «исп. С — ступенчатое» (для больших и дорогих карандашей).
  • Не следует брать «исп. В — с коническим корпусом» (т.к. под него очень трудно сделать Держатель).

Замечание! Совет: При выполнении правки абразивного круга (любым методом, не только Алмазом) — летит очень много пыли и грязи! Абразивная пыль очень лёгкая и летучая, в отличие от металлической пыли и искр, летящих при обычном точении… Поэтому рекомендую воспользоваться пылесосом, непосредственно во время операции правки: приставить всасывающий шланг без насадок, где-то в районе подручника точила (снизу или сбоку) — как показано на видеоролике ниже.

Не хочу «алмаз» — «шарошка» круче! (альтернативы)

Правку абразивных кругов можно разделить на три вида:

  1. «Зачистную» — удаляющую с поверхности круга продукты резания, т.е. «засаливание».
  2. «Выравнивающую» — удаляющую несоосность периферийной поверхности, и восстанавливающую её геометрическую форму.
  3. «Перепрофилирующую» — изменяющую профиль круга.

Существует целый класс, особых и разнообразных, «Правящих инструментов» для восстановления абразивного инструмента: «алмазные карандаши и иглы»; «шарошки»; и другие кустарные приспособления (обломки абразивных кругов, твердосплавных коронок и алмазосодержащих деталей)

Замечание! Стоимость алмазных карандашей — значительная… Кроме «Алмаза», с той же целью, можно использовать и другие твёрдые материалы: например, «Эльбор». Отработанную эльборовую вставку («головку» резца) можно купить на рынке за копейки (10-15грн/шт). А для правки точильного круга, такой Эльбор — столь же хорош, как новый! Осталось только придумать Эльбору хороший эффективный Держатель (как вариант, можно взять эльборовый резец в сборе: задействовать стандартную «державку»)

Краткое сравнение правящих инструментов (перечислены в порядке уменьшения популярности):

  • «Алмазный инструмент» (карандаши, иглы, алмазы в оправе) (или Эльборовый резец; б/у алмазные буровые коронки и фрезы) — используются для «Правки методом обтачивания»: применяются преимущественно для восстановления геометрии абразивного круга и для формирования рабочего профиля — такие виды правки называют «выравнивающей» и «перепрофилирующей».При этом, как побочный эффект, твёрдый Алмаз срезает/разрушает фракции гораздо более мягкого материала абразивного круга, который он правит. В итоге, внешняя поверхность абразивного круга оказывается покрыта меньшими фракциями абразива — такой круг хуже грызёт заготовку, будто круг с меньшей зернистостью…
    Хотя, при особой технике и точности движений, можно уменьшить эффект разрушения зёрен и восстановить режущую способность абразивного круга (и таким образом, использовать алмазный карандаш частично для «зачистной» правки) — для этого нужно: последние проходы карандашом проводить быстро и с лёгким нажимом, острой гранью кристалла…
  • «Шарошка» (зубчатые колёсики, одетые на вал в держателе, крутятся при касательном соприкосновении с внешней поверхностью точильного круга) используются для «Правки методом обкатывания»: разрушают наружный слой абразива, устраняют «засаливание» абразивного круга, но не восстанавливает геометрию (рабочий профиль) круга. Таким образом, шарошка используется для «зачистной» правки абразивных кругов. (Часто, используется после профилирования круга алмазом.)Конечно, в какой-то мере, шарошка исполняет также «выравнивающую» правку для абразивных кругов прямого профиля (ПП) (эффективно устраняет неглубокие борозды, выравнивает параллельность профиля к оси вращения)… Но при правке нового, впервые установленного абразивного круга со значительным разбалансом и «радиальным биением» (NB: точило при этом сильно трясёт и вибрирует) — шарошка не способна эффективно и быстро снять большой объём абразива, неравномерно распределённого по кругу (вращающиеся шестерни эффективно работают только при равномерном соприкосновении с кругом, иначе они будут биться) — для этой цели, традиционно, применяют только алмазный правящий инструмент… Также, шарошка не способна «выровнять» какой-либо другой сложный профиль, кроме ПП.
    Ещё по области применения: Шарошка используется только для грубой правки крупнозернистых точильных кругов! Для более мелких, шлифовальных кругов — используют «алмазные ролики» и другие методы…Замечу что, по сравнению с абразивным материалом, шестерни шарошки сделаны из относительно мягкого металла (из «износостойких сталей»): При отсутствии вращения, абразивный круг быстро и легко сточит такие шестерни. Основа принципа работы шарошки — именно во вращении! Легко подводите шарошку к кругу, чтобы шестерни пришли в быстрое вращение, накопили кинетическую энергию — тогда каждый зуб шестерни срабатывает как маленький молоточек, наскакивает на очередное зерно абразива и выбивается его из круга целиком. Поэтому шарошка не срезает зёрна, как алмаз, не нарушает зернистость круга — идеальна для «зачистной» правки!
  • На производстве также используют «алмазные правящие ролики» (металлический ролик на подшипниках, с алмазосодержащим слоем на поверхности; требует отдельный привод, обеспечивающий принудительное независимое вращение ролика) — для «Правки методом шлифования»
    Замечу, что использование «алмазных роликов» требует сложного технологичного оборудования и особых режимов работы (поэтому в быту они не используются). Зато алмазные ролики способствуют получению высокой точности выправленной поверхности шлифовальных кругов и их рациональному расходу при шлифовании…Более грубая правка осуществляется шарошками, оснащенными монолитными твердосплавными дисками, металлическими дисками и звездочками из износостойких сталей или правочными кругами из карбида кремния, термокорунда и т.д.
  • Для устранения «засаливания» абразивных кругов — их можно «обтачивать» «неспециализированными» твёрдыми материалами: например, любым абразивным инструментом (обломками других изношенных кругов) с твёрдостью «ЧТ»; а также, плавлеными и природными корундами…

Замечание! Выводы: «Алмаз» используется для формирования профиля точильного круга, а «шарошка» — для восстановления его режущей способности (и особенно полезна на точильных кругах ПП больших диаметров, на заводах). Это не столько альтернативы, сколько разные инструменты — для разных целей… Ни что из них не лучше, но я считаю, что «алмазный карандаш» — в быту актуальнее (полезнее и универсальнее), чем «шарошка».

Внимание ТБ: При износе, правке и переточках — диаметр круга уменьшается. Круг разрешается использовать только до размера, составляющего 65% от его первоначального диаметра!

Замечание! Все вышеназванные методы — относятся к правке обычных абразивных кругов (14A, 25A, 54C, 64C) из электрокорунда, карбида кремния и тому подобных мягких абразивов. Для правки сверхтвёрдых алмазных и эльборовых шлифкругов — уже не подходят ни «алмазный карандаш», ни «шарошка» — тут используются другие техники (см. на видео ниже)

 

Наконец, предлагаю вам посмотреть лучший, быстрый и чёткий, мастеркласс «по правке абразивных кругов» от Виктора Леонтьева (Eksmast):

Примечание: в видео также демонстрируются несколько оригинальных авторских «державок» для алмазных и эльборовых правящих «головок» (с чертежами).

 

См. также, полезные книги и методички по теме:

Комментарии закрыты.