Igaüks saab seda teha mis tahes tihedusega materjalist. Aga mis siis, kui vajate ruudukujulist auku? Paljud inimesed peavad ruudu puurimist pehmesse, painduvasse puitu või vastupidavasse metallitükki ebausutavaks. Wattsi puur saab selle raske ülesandega hakkama.
Ajalugu geomeetriaga
Ka tänapäeval puurivad meistrimehed ruudukujulise augu saamiseks vastava läbimõõduga ümmarguse augu ja stantsivad nurgad spetsiaalsete tööriistadega välja. Seda toimingut saab teha palju kiiremini ja lihtsamalt “ruudukujulise” Watts puuriga. Selle kujunduse aluseks on Reuleaux' kolmnurk - kujund moodustatud ristmikul kolm identset ringi. Nende ringide raadiused on võrdsed küljega korrapärane kolmnurk, ja selle tipud on ringide keskpunktid.
Joonis kannab saksa teadlase Franz Reuleaux' nime, kuna ta oli esimene, kes uuris üksikasjalikult saadud kolmnurga omadusi ja rakendas neid oma leiutistes. Reuleaux’ kolmnurga geomeetriat kasutati aga 13. sajandil Brügge Jumalaema kiriku ehitamisel akende kujul. IN XVI alguses sajandil kujutas Leonardo Da Vinci "maailmakaarti" neljal Reuleaux' kolmnurgal. See kujund esineb tema käsikirjades ja Madridi koodeksis. 18. sajandil valmistati kolmnurk võrdsed kaared kolm ringi demonstreeris kuulus matemaatik Leonard Euler. 1916. aastal töötas USA-s töötav inglise insener Harry Watts välja ja patenteeris freesi ruudukujulised augud"ujuvas" kassetis.
Wattsi puuri omadused
Ainulaadne leiutis võimaldab saada peaaegu auke õige vorm: Ruudu nurgad on ümardatud väikese raadiusega. Ruudukujulise augu töötlemata pindala ei ületa 2%. Iseloomulik omadus Wattsi kolmnurktrelli eeliseks on see, et pööramisel kirjeldab selle keskpunkt kaarekujulisi ellipsoidseid kõveraid ega seisa paigal nagu traditsiooniline keerdtrell. Selle liigutusega joonistavad kolmnurga tipud paralleelsete, täiesti sirgete külgedega ruudu. Sellise lõikuri padrun on originaalse disainiga, mis ei takista liikumist.
Puurkonstruktsioon ruudukujuliste aukude jaoks
Laastude moodustumisel peavad lõikuril olema nende eemaldamiseks sooned. Wattsi puuri tööosa profiiliks on Reuleaux’ kolmnurk, millest on välja lõigatud kolm poolikut.
See laastude eemaldamiseks mõeldud soontega konstruktsioon lahendab korraga 3 probleemi:
- Puuri inerts väheneb.
- Suureneb külviku lõikevõime.
Tavaliselt tehakse ruudukujulisi auke trei- või freespinkidel.Kandiliste aukude puur kinnitatakse masina padrunisse spetsiaalse adapteriga. Sest majapidamises kasutamiseks Nelinurksete lõikurite jaoks pakuvad tootjad ülaraame, mis ühendatakse kardaani ajamipadruniga ja annavad lõikeriistale ekstsentrilised liigutused. Ava sügavus vastab raami paksusele.
Puurida terast
Tänapäeval valmistatakse kõrglegeeritud terasest kvaliteetseid, kiiresti ja kaua töötavaid puure. Sellised sulamid sisaldavad oma koostises üle 10% legeerivaid lisandeid, nagu volfram, kroom, vanaadium ja molübdeen. Erinevad protsentides elemendid ja erinevaid meetodeid Karastuv teras moodustab sulameid, mis erinevad kõvaduse, sitkuse, löögikindluse, maksumuse ja muude omaduste poolest.
Metallist puuriterad on kõige laialdasemalt kasutatavad elektritarvikud mitmel põhjusel:
- Metalltoodete kinnitamiseks on kõige sagedamini vaja auke: keermestatud ühendused, needid ja muud tüüpi ühendused.
- Metallist trelle saab kasutada ka pehmemate materjalidega, näiteks puiduga töötamisel.
- Seda tüüpi toodete tootmistehnoloogia on sarnane külvikute tootmise põhimõtetele erinevaid suundi rakendusi.
Venemaal ja paljudes teistes riikides on suurim nõudlus puuride järele, mis on valmistatud kiirterasest klassi R6M5, mis sisaldab volframi ja molübdeeni. Toodete tugevus ja hind tõusevad oluliselt, kui sulamile lisatakse koobaltit või kaetakse puurid jahutava titaannitriidi pihustamisega.
metalltoodete jaoks
Metallist puure kasutatakse aukude tegemiseks pronksist, malmist, vasest, erineva klassi terasest, metallkeraamikast ja muudest materjalidest toodetesse. Tugeva, raskesti lõigatava terase puurimiseks kasutatakse koobaltilisandiga ülitugevaid tooteid. Töötamise ajal tühjendatakse laastud mööda kahte pikisuunalist soont. Saba kuju järgi jagunevad sellised instrumendid kolme tüüpi:
- kuusnurkne,
- kooniline,
- silindriline.
Koonilise varrega metallpuur sisestatakse kasutamisel otse masinasse. Kuus- ja silindriliste varrede jaoks on vaja spetsiaalset padrunit.
Kvaliteedi määratlused värvi järgi
Mis tahes materjali külviku kvaliteedi määrab peamiselt selle värv:
- Suurenenud kulumiskindlusega tööriistad on musta värvi, kuna neid töödeldakse tootmise viimases etapis auruga.
- Kuumtöödeldud toodetel ei ole sisemine pinge, on väga vastupidavad kõrged temperatuurid ja ei deformeeru karbiidterastega töötamisel. Need trellid on kergelt kuldse varjundiga.
- Kvaliteetsemad ja vastupidavamad on särava kuldse värviga. Need on kaetud hõõrdumist vähendava titaannitriidiga.
- Tavalised töötlemata puuriterad hall on minimaalne tähtaeg operatsioon ja madalaim hind.
Suuruste vahemik
Kaasaegsed tootjad pakuvad metallipuuride töömõõte laias valikus. GOST näeb ette selliste toodete jagamise tüüpideks vastavalt teatud suurustele.
Metallist puurid jagunevad mitmesse kategooriasse:
GOST-id 4010-77, 886-77 ja 10902-77 reguleerivad külvikute klassifitseerimist pikkuse ja läbimõõdu järgi.
Kuidas valida puuri klaasi või keraamika jaoks
Professionaalsetel käsitöölistel on oma kollektsioonis puurid igale materjalile: tellisele ja betoonile, metallile ja plastikule, teemanttrell klaasile ja keraamikale. Klaas on äärmiselt kapriisne materjal ja nõuab kvaliteetse ja vastupidava puuri kasutamist. Klaas- ja keraamilisi pindu saab töödelda teemantkattega puuritega tööotsas. Selliste toodete kvaliteedi määrab nende valmistamise meetod. Kõige õhemad ja odavamad puurid on valmistatud galvaanilisel meetodil. Tugevamaid instrumente toodetakse pulberprotsessi abil. Neid eristab vastupidavus ja stabiilsus. Kaasaegsel vaakummeetodil toodetakse suhteliselt odavaid, kõrge tugevusega ja suurenenud abrasiivsusega puure.
Klaaspinda augu puurimiseks peavad olema head oskused. See pikk ja vaevarikas protsess viiakse läbi sujuvalt ja aeglaselt maksimaalsel kiirusel ilma surveta, ainult rangelt vertikaalselt paigaldatud teemanttrelliga. Auku jahutamiseks tuleb seda pidevalt veega niisutada. See tegevus sarnaneb rohkem teemanditeradega augu kriimustamist.
Kui teil on see käepärast vajalikud tööriistad ja puurid õige suurus, mis tahes renoveerimistööd toimub kiiresti ja tõhusalt.
Mõnel juhul on vaja hankida ruudukujulised augud. Tavapärased meetodid on ebaefektiivsed ja tülikad. Kõige primitiivsem neist taandub ruudu sisse kirjutatud ringiga võrdse läbimõõduga augu esialgsele puurimisele ja selle järk-järgult välja löömisele. Teil on vaja tööriista, mis töötab ilma tööriistapead pööramata, samuti spetsiaalset adapterit. Lihtsam on kasutada nn kandilist puurit (Watts drill) või täpsemalt lõikurit.
Natuke ajalugu geomeetriaga
Veel 15. sajandil juhtis legendaarne Leonardo da Vinci geomeetriliste kujundite omadusi uurides tähelepanu nn. geomeetrilised objektid võrdse paksusega. Selliseid kujundeid on lõpmatu hulk, kuid kõige lihtsam - peale ringi - on ümar kolmnurk, mida saab moodustada järgmisel viisil. Joonistatakse võrdkülgne kolmnurk, mille iga nurk on ühendatud keskelt tõmmatud ringikaarega vastaspool. Sellise kolmnurga eripära on see, et selle kõik küljed on omavad konstantne laius, mis võrdub originaali külje pikkusega Võrdkülgne kolmnurk.
Sellest tõi praktilist kasu L. Euler, kes kolm sajandit hiljem demonstreeris sellise ümara kolmnurga pöörlemist: kõigepealt ümber oma telg, ja siis - mõningase ekstsentrilisusega, kuna kardaanmehhanism oli tolle aja teadusele ja tehnoloogiale juba teada.
Isegi kaugemale praktiline kasutamine see kuju läks Saksa insener F. Reuleaux, kes juhtis tähelepanu asjaolule, et liikuva kolmnurga nurkade trajektoor koos teatud viisidel selle pöörlemine on ruudule väga lähedane. Ainult otse ruudu nurkades kirjeldab välispind väikese raadiusega kaare. Kaasaegses tehnilises kirjanduses sarnane kolmnurk nimetatakse Reuleaux’ kolmnurgaks, kuigi sellel kujundil pole tegelikult enam nurki.
Möödub veel mõnikümmend aastat ja inglane G. Watts tuleb välja seadmega, mis suudab tagada metallilõikuriistale garanteeritud kandilise trajektoori. Tehniline lahendus sest Wattsi puur patenteeriti 1916. aastal ja aasta hiljem alustati selliste tööriistade masstootmist.
Trell või lõikur?
Suurem osa tehnikaringkondadest usub, et tegemist on ikkagi freesiga. Tootjad nimetavad seda tööriista aga kangekaelselt ruudukujuliste aukude puuriks, Wattsi puuriks või puuriks, mille profiil vastab Reuleaux’ kolmnurgale.
Kumb on õigem? Kui käsitleme sellise lõikeriista liikumise kinemaatikat (selguse huvides võite kasutada joonisel 1 näidatud diagrammi), leiate, et metalli eemaldamine toimub ainult külgpinna kaudu ja seda ei tehta. üks lõiketasapind, nagu tavaline puur, kuid neli, mis on tüüpilisem lõikuritele.
Ühest pöörlevast liigutusest aga ruudukujulise augu saamiseks ei piisa. Lihtne matemaatilised arvutused(selles artiklis pole toodud) näidata: selleks, et ruudukujulise augu “puur” täidaks oma funktsiooni, peab see töötamise ajal kirjeldama mitte ainult lõiketera peamist pöörlemisliikumist, vaid ka puuri õõtsuvat liikumist/ lõikur ümber teatud telje. Mõlemad liigutused tuleb teha vastastikku vastassuunas.
Joonis 1 – Reuleaux’ kolmnurk: a) – ehitus; b) pöörlemisjärjestus augu saamiseks ruudu kuju.
Nurkkiirus mõlema pöörde puhul määratakse üsna lihtsalt. Kui võtta parameetriks f puurvõlli (või vasarpuuri) pöörlemissagedus, siis piisab spindli võnkuvateks pöörlemisteks ümber oma telje kiirusest 0,625f. Sel juhul on spindli telg justkui kinnitatud töövõlli ja veoratta vahele, põhjustades puuri/lõikuri võnkumise kinnitusseadmes jääkkiirusega
(1–0,625)f = 0,375f.
Saadud lõikuri pöörlemiskiirust saab täpsemalt määrata kasutades tehnilised omadused puur/haamer, kuid on selge, et see on palju madalam kui see, mille jaoks tööriist algselt mõeldud oli. Seetõttu toimub ruudukujulise augu saamine väiksema tootlikkusega.
Disain ja tööpõhimõte
Reuleaux kolmnurkprofiiliga ruudukujuliste aukude jaoks on otsene lõikur/puurimine võimatu - tekkivate laastude eemaldamiseks on vaja sooni.
Seetõttu (vt joonis 2) on tööriista tööosa profiiliks ülalkirjeldatud joonis, millest on välja lõigatud kolm poolellipsi. Sel juhul realiseeritakse kolm eesmärki: puuri inertsimomenti ja spindli koormust vähendatakse ning lõikuri lõikevõimet suurendatakse.
Joonis 2 – Tööriista tööosa tegelik profiil
Tööriista disain on järgmine. tegelikult töötav osa sisaldab tööpinda, mida kasutatakse metalli ja laastude eemaldamise soonte eemaldamiseks. Neljakandiliste aukude jaoks mõeldud puur-lõikur on valmistatud U8 terasest ja karastatud kõvaduseni HRC 52...56. Millal eriti rasked tingimused Töö ajal kasutatakse tooteid, mis on valmistatud legeerterasest X12 kõvadusega HRC 56…60. Normaalse jahutusvedeliku juurdevoolu korral ja suhteliselt madalate temperatuuride tõttu töötlemistsoonis on tööriista kasutusiga pikk.
Rohkem keeruline disain on adapteri spindel. See sisaldab:
- Raam.
- Rõngasratas.
- Põhispindli iste (kui tööriist on paigaldatud metallilõikepingi tööriistapeasse, on adapteril morse koonuse kuju).
- Ajami käik.
- Peamine spindel.
- Hammasrataste sidumine hammasrattaga.
- Võnkuv puks.
Kodumasinate jaoks pakuvad nelinurksete aukude jaoks mõeldud lõikurite/puuride tootjad ülaosasid, mis on kardaanajamiga ühendatud padruniga ja mis annavad lõikeriistale ekstsentrilisi liigutusi. Selle raami paksus määrab tekkiva augu sügavuse.
Seadme ühendamiseks masinapadruniga on vaja ka spetsiaalset adapterit. See koosneb:
- Juhtumid.
- Ujuv sääre.
- Kiikumisrõngas.
- Vahetatavad puksid erinevate metallitöötlemispinkide padrunite jaoks.
- Kinnituskruvid.
- Tugipallid.
Sest praktilise rakendamise Kõnealuse tööriista jaoks piisab, kui anda põhiseadme spindlile ettenihe vajalikus suunas. Selliste seadmete abil ruudukujuliste aukude tegemiseks sobivad avamisfrees- ja treipingid.
Alternatiivsed meetodid ruudukujuliste aukude tegemiseks
Wattsi puuride puuduseks on raadiusega kaare olemasolu ruudu nurkades, mis pole alati vastuvõetav. Lisaks ei saa Reuleaux’ kolmnurgaga tehtud ruudukujulised augupuurid hakkama paksude toorikutega. Sellistel juhtudel võite kasutada elektroerosioon-/lasertehnoloogiaid ja, mis on lihtsam, kasutada keevitamist või stantsimist.
Ruutuaukude stantsikomplekte toodetakse sortimendis ristmõõduga kuni 70×70 mm metalli paksusega kuni 12...16 mm. Komplekt sisaldab:
- Punchi hoidik löögi jaoks.
- Juhtpuks.
- Ringi reisipeatus.
- Maatriks.
Perforaatorile jõu avaldamiseks saab kasutada hüdrotungrauda. Torutud auk eristub sellest tulenevate servade puhtuse ja jämeduse puudumisega. Sarnast tööriista toodab eelkõige kaubamärk Veritas (Kanada).
Kui see on saadaval majapidamine keevitusinverteri abil saab läbi terasosa põletada ruudukujulise augu. Selleks puuritakse töödeldavasse detaili (reserviga) ümmargune auk, seejärel sisestatakse sellesse vajaliku suurusega grafiidiklassi EEG või MPG ruut, misjärel see põletatakse piki kontuuri. Grafiit eemaldatakse ja tootesse jääb ruudukujuline auk. Vajadusel saab seda puhastada ja lihvida.
Kuidas puurida auku ümara kujuga, teavad peaaegu kõik, kuid mitte kõik ei tea ruudukujuliste aukude puurit. Vahepeal saab puurida ruudukujulise augu nii pehmesse puittoodetesse kui ka kõvematesse metallosadesse. Selle probleemi lahendamiseks kasutage spetsiaalsed tööriistad ja seadmed, mille tööpõhimõte põhineb kõige lihtsamate geomeetriliste kujundite omadustel.
Tööpõhimõtted ja disain
Ruudukujulise augu puurimiseks kasutatakse tavaliselt Wattsi puuri, mille projekteerimisel lähtutakse sellest geomeetriline kujund, nagu Reuleaux’ kolmnurk. Üks neist kõige olulisemad omadused selline näitaja, mis tähistab kolme ristumisala võrdsed ringid, on järgmine: kui sellisele kolmnurgale tõmmata paralleelsete võrdlusjoonte paar, on nende vaheline kaugus alati konstantne. Seega, kui liigutate Reuleaux' kolmnurga keskpunkti mööda trajektoori, mida kirjeldab neli ellipsoidset kaaret, joonistavad selle tipud peaaegu täiusliku ruudu, millel on vaid veidi ümardatud tipud.
Reuleaux kolmnurga ainulaadsed omadused võimaldasid luua puurid ruudukujuliste aukude jaoks. Sellise tööriista kasutamise eripära on see, et selle pöörlemistelg ei tohiks jääda paigale, vaid liikuda mööda ülalkirjeldatud trajektoori. Loomulikult ei tohiks seadme kassett seda liikumist takistada. Sellise puuri ja vastava varustuse kasutamisel saadakse ruudukujuline auk täiesti ühtlase ja paralleelsed küljed, kuid veidi ümarate nurkadega. Selliste tööriistadega töötlemata nurkade pindala on vaid 2% kogu ruudu pindalast.
Saja-yangi shi-ri-na kõige lihtsam kuju aitab meid ruudukujuliste aukude puurimisel. Kui liigutate selle "kolmnurga" keskpunkti mööda teatud trajektoori, joonistatakse selle tipud peaaegu ruudu kujul ja ta pühib kogu kiirguskuju sees oleva ala.
Parima figuuri servad, välja arvatud väikesed tükid nurkades, on rangelt sirged! Ja kui lõikamisest edasi elad, siis näed nurki, siis on tulemus täpselt ruut.
Ülalkirjeldamiseks tuleb kolmnurkse Re-lo keskpunkti liigutada mööda trajektoori, selgelt la-yu-shchey-glue-coy neljast üks-ühele el-huul-öökulli kaarest. El-huulte keskpunktid asuvad ruudu ülaosas ja piki telge 45 $^\circ$ nurga all-but-si-tel-aga ruudu küljed on võrdsed $k\ cdot(1+1/\sqrt3)/2$ ja $k\cdot(1-1/\sqrt3)/ 2$, kus $k$ on saja ruutmeetri pikkus.
Kumerad ümarad nurgad ilmuvad ka kui du-ga-mi el-lip-sovs, mille keskpunktid on ruutude nurkades, nende pooltelg on ruudu külgede suhtes $45^\circ$ nurga all ja võrdub $ k\cdot(\sqrt3+ 1)/2$ ja $k\cdot(1/\sqrt3-1)/2$.
Nähtamatute nurkade pindala on vaid umbes 2% kogu ruudu pindalast!
Kui nüüd teha puur kolmnurkse Re-lo kujul, siis saab puurida ruudukujulisi auke veidi -mine-ümber-minu-nurga, aga ab-nii-lüüt-aga sirge-me -sada-miili!
Jääb üle vaid see puur teha... Õigemini, puuri enda valmistamine pole keeruline, vaja on vaid, et see mahuks sellesse Re-lo kolmnurka ja öökullide lõikeservad on selle tippudega. .
Raskus seisneb selles, et nagu juba eespool mainitud, peab puuri keskkoha tra-ek-to-ria olema -sada neljast el-huul-öökulli kaarest. Vi-zu-al-aga see kõver on väga sarnane ringiga ja isegi selle lähedale ma-te-ma-ti-che-ski, kuid siiski pole see ring ness. Ja kõik endised cen-tri-ki (ring, mis on asetatud teise ra-di-u-sa ringile, mille keskpunkt on nihkunud), kasutus-kasutus- Nad on tehnikas, nad liiguvad rangelt ringis.
1914. aastal mõtles inglise insener Harry James Watts välja, kuidas sellist puurimist korraldada. Pinnale asetab ta paremakäelise šablooni, millel on ruudukujuline pro-lõige, milles puur liigub, sisestatud pistikupessa, kus on "vabalt ujuv puur". Patent sellise pa-troni jaoks väljastati ettevõttele, mis alustas 1916. aastal Wattsi trellide tootmist.
Je-ro-la-mo CARDANO (1501 - 1576). Kui im-per-ra-tor Charles V tri-um-fal-no sisenes 1541. aastal Za-vo-e-van-ny Milanosse, oli Vra kolledži rektor, kelle Kar-da-no järgmisena kõndis. bal-da-khinile. Vastuseks aule pakkus ta kuningliku meeskonna varustamist kahe võlliga, mis ei olnud go-ri-zon-tal-no-go po-lo-zhe you-ve-det ka-re-tu. -niya […]. Õigus nõuab tähelepanekut, et idee sellisest süsteemist ulatub tagasi antiikajast ja et vähemalt “At-lan-ti-che-taeva koodeksis” on Leo-nar-do da Vin-chil rike. su-nok su-do-vo-go com-pa-sa kariga -antud raskuse alla. Sellised komp-pa-sys 16. sajandi esimesel poolel ilmselt ilma mõjuta -I-niya Kar-da-no.
S. G. Gin-di-kin. Rääkige füüsikast ja ma-te-ma-ti-kah-st.
Kasutame teist tuntud struktuuri. Kinnitame puuri jäigalt kolmnurkse re-lo külge, asetades selle parempoolse raami ruudu sisse . Sam-ma ram-ka fi-si-ru-et-sya puuril. Nüüd jääb üle vaid külviku pöörlemine Re-lo kolmnurka üle kanda.