Как сделать цанговый зажим для бормашины. Как и из чего собрать мини-дрель своими руками

Цанговый . Они удерживают деталь во время ее обработки на огромной скорости. Существует несколько видов для разных форм детали, видов обработки и назначения. Цанговый патрон в отличие от быстрозажимных (БЗП) не требует дополнительных приспособлений: шпилек, винтов или стопоров. Поэтому второе его название — самозажимной. Это простое и надежное устройство получило широкое распространений в оснащении токарных станков. Самый расхожий тип цанги — ER.

Виды зажимных патронов

В токарных, сверлильных и фрезерных станках по металлу используются патроны с механическим или ручным зажимом 2-х, 3-х или 4-х кулачковые. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые применяются при изготовлении фасонных отливок. В 3-х кулачковые крепят шестигранные и круглые болванки с конусом Морзе. А при обработке несимметричных, прямоугольных или прутков удобнее 4-х кулачковые наборы.

Все зажимные делятся на следующие категории:

• рычажные;
• цанговые;
• сверлильные (быстрозажимные, БЗП);
• клиновые;
• гидропатроны;
• мембранные;
• термопатроны;
• 3-кулачковые;
• 4-кулачковые.

Патрон сверлильный самозажимной используется на универсальных или специальных токарных станках. Их устройство позволяет сильнее перенести усилие зажима при крутящем моменте значительно меньшем, нежели спиральные патроны. Конструкция выполняется из закаленной стали и набор кулачков из такого же металла.

В комплект поставки входит набор крепежных болтов и кулачков. Нередко патроны, идущие в набор к сверлильному или фрезерному станку, достаточно быстро ломаются, так как сделаны из некачественного металла. Квалифицированный токарь своими руками может сделать новый.

Принцип работы цангового патрона

Патроны с набором сменных цанг используются для крепления осевых заготовок и резцов на фрезерных, токарных, сверлильных станках, оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует множество размеров и видов цанговых патронов, которые работают по одному принципу. Самозажимная гайка подает давление на торец цанги, которая передвигается в конусный проем, диаметр ее уменьшается за счет сдавливания, крепко удерживая хвостовой конец Морзе резака. Чтобы изъять резак или деталь свинчивается гайка, давление уменьшается и цанга разжимается.

Преимущество цанговых патронов перед иными в малых радиальных биениях заготовки, установленной в такое зажимное устройство. Закрепленная в самозажимном патроне, деталь отлично центрируется. В отличие от быстрозажимных (БЗП), используемых в дрелях, самозажимные работают без ключей, которые часто теряются.

Обычно такие крепления используют для обработки втулок, цилиндрических деталей с хвостовиком Морзе, прутков. Очень удобны они для вторичного крепления уже обработанной детали. Если профиль детали не соответствует форме входного отверстия патрона, используются сменные картриджи из набора.

Конструкция цангового патрона

Патрон состоит из зажимной гайки и набора цанг. Есть с выдвижной, втягиваемой или неподвижной цангой. По назначению цанги могут быть зажимными или подающими.

Подающая цанга — втулка из закаленной стали с 3 надрезами, формирующими своего рода лепестки с направленными в центр концами и пружинящие. Отверстие подающей цанги должно быть таким, чтобы заготовка плотно зажималась. Подающая цанга накручивается на вращающийся подающий шток, который подает заготовку, используя гидромеханический или кулачковый механизм. Во время установки заготовки в патрон ее конец Морзе задвигается между лепестками, разводя их. Под влиянием упругости лепестки плотно прижимаются к заготовке. Сцепление увеличивается во время обработки за счет сил трения.

Цельная зажимная цанга — это втулка с лепестками, пружинящими при воздействии. Для работы деталей диаметром менее 3 мм используются трехлепестковые цанги, от 3 до 80 мм — четырехлепестковые, более 80 мм — шестилепестковые. Сцепление увеличивается за счет уменьшения просвета прорезей во время втягивания цанги внутрь патрона.

Разъемная зажимная цанга — применяется для крепления деталей самого маленького диаметра. Кулачки такого патрона раздвигаются с помощью пружин. Разъемные цанги могут комплектоваться вкладышами на смену, их вид и габариты зависят от характеристик заготовки.

В цанговых патронах крепят и металлообрабатывающий инструмент (сверла, метчики, фрезы) с малым поперечником хвостовика Морзе. Резец закрепляется сменной цангой, дополнительно укрепляемой гайкой. Во время завинчивания гайки цанга утапливается внутрь, а будучи упругой, крепко зажимает хвостовик Морзе. Минус этого вида патрона в том, что под каждый диаметр резца необходима своя цанга.

В станках продольного точения самозажимной патрон используется для крепления обрабатываемой мини-заготовки. Устройство таких цанг несколько отличается от обычных. Вместе с ними для крепления заготовки могут применяться и обычные инструменты для зажима конуса Морзе.

Как выбрать цанговый патрон

Первое условие при выборе самозажимного патрона — крепление к шпинделю. Зажим может устанавливаться прямо на шпиндель, через переходник или накручиваться на резьбу.

Размер фланца: диаметр пояска для присоединения или параметры конуса Морзе. Не зная параметров конца фланца, патрон не подберешь.

Количество кулачков: в наборе может быть два, четыре, шесть. Цена изделия зависит от количества, формы и металла. В зависимости от вида работ можно приобрести крепеж из твердого сплава металла или мягкого.

Как самостоятельно сделать патрон

Для выполнения работ по дереву, мягким металлам и пластмассам, домашнего изготовления печатных плат подойдет мини-дрель небольшой мощности, сделанная своими руками. Проще всего оснастить ее уже готовым мини-самозажимным креплением из ручки или карандаша. Но если таковых под рукой нет, мини-цангу совсем несложно сделать своими руками. Необходимы: паяльник, стальная проволока толщиной 1 мм, припой.

Ход работ:

• из проволоки сворачивается спираль диаметром равная диаметру вала электродвигателя и сверла, с которым предстоит работать;
• спираль пропаивается, высокое качество соединений обеспечивается паяльным флюсом или КФЭТ;
• спираль надевается на вал и мини-цанга готова.

Видеоролик о том, как квалифицированный токарь по металлу сделал своими руками самозажимной патрон.

Всем известно, что дрель в хозяйстве - очень полезный и универсальный инструмент. При наличии дома дрели можно повесить на стену картину, поправить мебель, починить ряд нужных предметов. А что делать, если дрели дома нет, а постоянно просить у соседей уже как-то неудобно?

Можно купить её в магазине, но приспособление это весьма недешевое. А можно собрать мини-дрель своими руками на основе подручных материалов, которые есть практически в каждом доме. Как это сделать, мы и расскажем в этом материале, представив к вашему вниманию несколько простых способов сборки мини-дрели своими руками в домашних условиях.

Мини-дрель из электрического патрона

Первый вариант сборки этого приспособления своими руками базируется на использовании электрического патрона , который можно приобрести отдельно, или же достать из лампочки. Если его покупать, то стоит он очень недорого, но при этом стоимость эта будет оправдана.

Также для сборки мини-дрели своими руками из патрона вам потребуются такие вещи:

• моторчик;
• баночка от мыльных пузырей;
• нож строительный;
• изолента;
• термоклей;
• лампа паяльная;
• выключатель бытовой.

Корпус и сердцевина мини-дрели

Работу нужно начинать с подготовки корпуса мини-дрели, которым будет служить банка от мыльных пузырей . Это делается так:

• Приготовьте крышку от банки. С этой целью нагреваем паяльник и с его помощью в крышечке баночки делаем небольшое отверстие.
• Диаметр этого отверстия должен немного превышать диаметр сверлового основания.
• Дно баночки нужно полностью вырезать.

Приступаем к работе с сердцевиной:

1. Соединяем патрон с моторчиком. Чаще всего моторчики берут от уже использованных разных инструментов.
2. Перед процессом скрепления моторчик нужно целиком обезжирить с помощью ацетона.
3. Патрон тоже можно обезжирить, но поливать его, как моторчик, ацетоном не нужно. Будет достаточно обычной протирки.

Способ скрепления происходит посредством холодной сварки . Если этот способ вам не подходит, можно использовать и горячий клей. Помните, что чем сложнее ваша будущая мини-дрель, то тем серьёзнее потребуются материалы для её сборки своими руками.

Во время посадки на сварку или клей работать нужно предельно аккуратно, чтобы все получилось максимально ровным. Переделать работу потом уже не выйдет, учтите этот момент.

Также нужно учитывать следующее:

• на месте крепления на патроне есть отверстие, которое нужно перед соединением деталей замазать;
• замазка осуществляется с помощью простого пластилина;
• пластилином нужно заполнять только отверстия, сверху на патрона его оставаться не должно.

Процесс изготовления

Когда вы подготовили корпус и сердцевину, можно приступать к непосредственно сборке дрели своими руками:

Готовая мини-дрель хороша тем, что она может работать как на батарейках, так и от электрического питания. Мы рассмотрели вариант сборки универсальной модели .

Естественно, что не имея навыков работы с электричеством, собрать такую дрель своими руками будет крайне непросто. Ниже предлагаем вам рассмотреть варианты сборки более простых дрелей для мелких бытовых нужд.

Как собрать своими руками дрель на основе корпуса ручки

Один из вариантов простейшей дрели – это самодельное приспособление на основе обычной шариковой ручки.

Для её изготовления вам потребуются такие материалы: шариковая ручка-автомат ; сверло с требуемым диаметром; термоклей; прочная палочка с ручками на конце, с помощью которых её можно вращать.

Особое внимание уделяйте выбору ручки для изготовления будущей дрели, а конкретно, её корпусу, поскольку при работе основная нагрузка будет приходиться именно на корпус.

Требования к корпусу ручки такие:

• он должен быть максимально прочным, чтобы выдерживать нагрузки;
• оптимальный вариант – корпус на основе качественных металлов;
• если нет ручки с металлическим корпусом, выбирайте ручку на основе толстой пластмассы.

Процесс сборки выглядит следующим образом:

• Разбирайте ручку до того момента, пока от неё останется только один корпус.
• Нижняя часть корпуса, откуда обычно торчит стержень для письма, нужно открутить.
• Вместо этой части, вставьте в корпус сверло таким способом, чтобы его рабочая часть торчала из-под нижней части, а вторая часть была вставлена в отверстие, которое есть в палочке.
• Палочка вставляется в корпус одновременно со сверлом.
• Чтобы конструкция дрели была целостной, её фиксируют к стенке корпуса с помощью термоклея.
• Когда вы будете крутить механизм за специальные ручки, будет вращаться сверло, обеспечивая нужную работу посредством нажатия на корпус ручки.

Изготовление дрели на основе зубной щётки

Электрические зубные щётки очень удобные в применении, но непрактичны в том плане, что щетину на них сменить нельзя и после использования, это недешевое приспособление, как и простую щётку, приходится выбрасывать.

Но можно этого и не делать, используя корпус электрической щётки для изготовления дрели своими руками.

Берём старую электрическую щётку и спиливаем на ней все до корпуса. Далее, нужно соединить вал моторчика со сверлом с помощью цангового зажима, который нужно приобрести отдельно.

При покупке цангового зажима (или патрона) обязательно выясните заранее, какой вал у моторчика в щётке в диаметре. Моторчики отличаются друг от друга по диаметру насаживаемого вала.

Цанговый зажим стоит недорого и его можно приобрести на радиорынке или же в специализированном интернет-магазине. Он включает в себя патрон и сменные свёрла насадок с разными диаметрами, которые вставляются в патрон.

Сложнее всего в этом случае – это надеть на движок щётки цанговый зажим. Патрон рассчитан на вал от 2 мм, а у моторчика здесь он меньше. Для этого каждый шуруп для крепежа нужно предварительно обточить до придания ему конусовидной формы , чтобы можно было подогнать минимальный диаметр крепления патрона под диаметр вала моторчика.

Конечно же, мини-дрель своими руками можно собрать не только на основе щёток или старых ручек , но и других приспособлений, народные мастера ежедневно придумывают все новые способы их самодельной сборки. Однако рассмотренные выше варианты подойдут даже для тех, кто ни разу не сталкивался с подобным и занимается сборкой подобных приспособлений впервые в жизни.

Материалы и инструменты для самоделки:

Материалы:
- обычный CD-диск;
- ;
- кусок ПВХ-трубы;
- моторчик 12В ();
- ампула от гелевой ручки (трубочка);
- металлический стержень;
- ;
- суперлклей;
- тросик от велосипеда;
- изолента;
- краска;
- пищевой пластиковый контейнер;
- кусок фанеры;
- тонкий листовой металл;
- выключатель;
- набор режущих дисков;
- блок питания и разъем для него;
- резиновая трубка.

Инструменты:
- канцелярский нож;
- клеевой пистолет;
- отвертка;
- дрель.

Процесс изготовления бормашины:

Шаг первый. Сборка ручки гибкого вала
Начнем с ручки гибкого вала, это самая сложная часть самоделки, впрочем, сложного тут по сути ничего нет. Ручка состоит из двух частей, начнем с первой. В первой части ручки находится металлическая ось, на которую устанавливается зажимной патрон. Берем пластиковый диск или другой материал и изготавливаем 3 кругляка по диаметру пластиковых труб, это будут своего рода заглушки.

Далее, вам понадобится ампула от гелевой ручки или другая подходящая трубочка. Ее внутренний диаметр должен быть таким, чтобы в нее можно было без труда вставить тросик. Просверлите в заглушках отверстия по диаметру трубочки и соберите конструкцию. Все собирается на клею, автор использует суперклей.

Теперь склейте обе половинки ручки суперклеем. Сверху автор укрепляет место стыка с помощью изоленты. Ручка готова! При желании ее можно покрасить, как это сделал автор.

В завершении вам нужно напротив вала установить еще одну трубочку. Автор вклеивает ее с помощью горячего клея с обеих сторон, чтобы все держалось надежно.

Шаг третий. Окончательная сборка самоделки
Наша бормашина почти готова, осталось только соединить два узла. Тут нам понадобится резиновая трубочка, желательно, чтобы резина не была мягкой, так будет меньше трения тросика. Перед сборкой крайне рекомендуется хорошо смазать трос густой смазкой, так КПД устройства будет выше, да и шланг будет протираться гораздо медленнее.

Шаг четвертый. Тестирование!
Самоделку можно тестировать, подключаем блок питания на 12В и пробуем включить машину. Если все работает, пробуем установить первую насадку. Автор приобрел комплект маленьких отрезных дисков и демонстрирует, как машина без труда режет палочки от мороженого и даже доску. Такая насадка создает максимальную нагрузку на устройство, и оно ее выдерживает.

Для производства сверлильных работ на миниатюрных заготовках, обычно используют гравировальные машинки, так называемые «дремели». Название происходит от имени наиболее популярного производителя. Это удобный ручной инструмент, но его стоимость обычно высока (особенно это касается качественных брендовых изделий).

Самая распространенная область применения – любительское моделирование и производство печатных плат. Как правило, промышленный образец для таких работ избыточен: некоторые его возможности не востребованы. Поэтому домашние мастера часто создают инструмент своими руками.

• Разумеется, электродвигатель . Питание желательно не более 12 вольт: как минимум, из соображений безопасности.
• Блок питания , по возможности с регулятором напряжения (для изменения количества оборотов вала).
• Корпус (в самых примитивных конструкциях можно обойтись без него).
• И вторая по важности деталь (после моторчика) – патрон для сверла .

Все, кроме электромотора можно изготовить самостоятельно. Хотя, стоимость остальных комплектующих настолько мизерна, что можно ограничиться лишь сборкой электроинструмента из готовых узлов.

Рассмотрим несколько опробованных вариантов

Полный аналог фабричного «дремеля»

Для изготовления понадобится моторчик с питанием 5V или 12V, который можно извлечь из сломанной детской игрушки, миниатюрного вентилятора, принтера, магнитофона, или просто купить на Aliexpress. Если дрель планируется использовать не только для сверления печатных плат, можно изготовить удобный корпус из полипропиленовой водопроводной трубы. Подбираем диаметр таким образом, чтобы мотор плотно держался за стенки. Вентиляция, как правило, проходит вдоль вала. Можно использовать пустую тубу из-под строительного герметика.

Торцевые заглушки выпиливаются из любого материала: например, ПВХ или акрила. Если двигатель достаточно мощный – зарядное устройство от старого мобильника не подойдет. Нужен запас по току хотя бы 3А (для 5 вольт). Хороший вариант – старый блок питания от компьютера (можно за копейки приобрести на радиорынке).

Совет: Из компьютерного блока питания можно сделать универсальный источник для домашней мастерской. Стабильное питание 5V с нагрузкой до 20 ампер, и 12V с нагрузкой до 8 ампер. Можно подключать и «дремель», и паяльник.

Цанговый патрон приобретается в магазине: отдел комплектующих для граверов и «дремелей». Если есть необходимость регулировки оборотов – можно изготовить схему самостоятельно, или приобрести готовый блок.

На иллюстрации китайский регулятор и блок питания от интернет-роутера (12V, 1,2A).

С помощью такого самодельного «дремеля» можно не только сверлить миниатюрные отверстия. Установив соответствующую насадку, вы сможете работать фрезой, шарошкой, или отрезным диском.

Дрель из зубной щетки

На первый взгляд – звучит абсурдно. Но речь пойдет об электрической щетке, внутри которой вполне надежный моторчик. Достаточно добраться до стального вала, на который одевается редуктор с вращающимися щетинками, и заготовка у вас в руках.

На вал одевается все тот же цанговый патрон, а вместо батареек устанавливаются аккумуляторы. Или можно приспособить подходящий сетевой блок питания.

Сверлить стены таким прибором не получится, а вот отверстия в печатной плате – запросто. В принципе, можно использовать любой компактный электроприбор, у которого удобно расположен вал двигателя. Например, старую электробритву.

Экономный вариант без корпуса

Переходим к созданию мини дрели с минимальными затратами. Не покупаем ничего, кроме собственно моторчика (хотя и его можно бесплатно найти в старой технике). Большинство компактных электродвигателей рассчитаны на постоянное напряжение 12 вольт. Под него и создаем блок питания.

Поскольку никаких дополнительных опций не будет (регулятор оборотов, стабилизатор напряжения), блок питания стабилизируется постоянной нагрузкой. Типичный 12 вольтовый микродвигатель работает с током, не превышающим 2 ампера. Простой расчет показывает, что мощность на выходе должна быть 24 Вт. Добавляем 25% на потери при выпрямлении, получаем трансформатор 30 Вт.

Чтобы получить 12 вольт под нагрузкой, с вторичной обмотки необходимо снять 16 вольт. Изготовить такой трансформатор можно за час, из любого ненужного блока питания. Далее – выпрямительный мост на любых диодах: например, 1N1007.

Нашему мотору ни к чему пульсации выпрямленного напряжения, поэтому на выходе подключаем электролитический конденсатор на 25 вольт емкостью около 1000 мкФ. Он будет сглаживать выходной ток. Несмотря на простоту, такой тандем работает устойчиво, с одним лишь недостатком: при повышении нагрузки напряжение падает. То есть, при равномерном вращении – блок питания выдает 12 вольт. А если вы сверлите «тяжелый» материал – надо следить за оборотами, не давая им опуститься. Иначе вал просто остановится.

Можно немного усложнить схему блока питания, добавив подходящий стабилизатор напряжения. Например, КР142ЕН8Б или L7812CV.

В этом случае падения напряжения при нагрузке на сверло не будет.

• Если вы будете сверлить только текстолит печатных плат – смена сверла не потребуется. Значит крепим его стационарно. Переходную втулку можно сделать из чего угодно: трубка от телескопической антенны, игла от медицинского шприца, стержень от гелевой авторучки.

Учитывая миниатюрность конструкции, никакие зажимы не нужны. Все можно закрепить клеем или скотчем.

• При универсальном использовании дрели, подразумевающим смену сверла или установку иных насадок, правильнее будет приобрести универсальный цанговый патрон.

• Можно использовать стандартный кулачковый патрон, установив его на вал с помощью переходной втулки.

Исполнение корпуса зависит только от вашей фантазии. Большинство мастеров оставляют «голую» утилитарную конструкцию: напряжение питания безопасное, размеры моторчика позволяют удерживать его в руках без корпуса.

Если хочется элементарной эстетики – вариантов множество: и все они условно бесплатны.

Самодельный инструмент не просто экономит финансовые средства. Его можно изготовить в точности под ваши задачи, в отличие от универсальных фабричных вариантов.