Многие производители экономят на материале шестерней. Они применяют некачественный пластик и металлосодержащие сплавы. В результате происходит преждевременная поломка зубьев, и узел выходит из строя.
Рис. 1 Сломанная шестерня
Сегодня мы расскажем, как изготовить шестерни за счет собственных сил. Читателям будут предложены способы, связанные с отливкой и механической обработкой. С их помощью удастся создать ремонтный комплект, восстановив функционал механизма на первое время.
Способ №1 Вырезание шестерни посредством шаблона
Наиболее простой и удобный метод производства шестерен. Он предполагает использование листового пластика или иного прочного материала, подходящего для подготовки передаточных компонентов.
Для выполнения работ понадобится:
- программа Компас 3D;
- расчетные формулы;
- принтер и бумага;
- листовая заготовка;
- инструменты для механической обработки.
При подборе инструментов стоит учитывать материал изготовления заготовки. Это обеспечит высокое качество обработки, исключит сложности при формировании зубьев.
Шаг 1: использование формул
Создание шестерни начинается с расчета ее параметров. Для этого можно использовать формулы, таблицы или функционал соответствующих программ. Такой подход позволит создать деталь, соответствующую заводским параметрам, предотвратит сбои в работе механизма.
Таблица 1. Подбор шестерней для токарных станков ТВ-4 и ТВ-6
Многие производители оборудования размещают таблицы, позволяющие сделать шестерни самому. При изготовлении заготовок возможны погрешности, однако они удаляются абразивными материалами.
Шаг 2: создание шаблона
Быстро создать шаблон шестерни поможет отечественная программа Компас-3D. ПО предназначено для проектировщиков, удобно в освоении и использовании.
В каталоге «Компаса» множество серийных шестерней. Работа с ними исключает вычерчивание деталей – достаточно выбрать шаблон с требуемыми параметрами.
Рис. 2 Изготовление шестерни посредством функционала Компас-3D
При изготовлении шестерни на заказ задействуются штатные инструменты для формирования эскиза и последующего чертежа.
Шаг 3: распечатка шаблона
Шаблон шестерни распечатывается на обычном принтере. При этом важно соблюсти соответствие размеров эскиза и выводимого на печать рисунка. Функционал программы позволяет изменять масштаб печатаемого изображения с точностью до сотых долей.
Рис. 3 Изменение масштаба в Компас-3D
После распечатки шаблона размеры сверяются линейкой. Это исключает проблемы при интеграции шестерни, избавляет от необходимости дополнительной обработки.
При выявлении несоответствий стоит изменить масштабирование в программе и распечатать шаблон заново.
Шаг 4: размещение шаблона на поверхности листового материала
Сделав шестерню в Компас-3D и на бумаге, можно приступать к подготовке реального компонента. Для этого необходимо наклеить шаблон на заготовку и дождаться его фиксации.
Рис. 4 Подготовка листового пластика к фиксации шаблона
Шаблон можно размещать на поверхности пластика, металла и прочих материалов. Основное требование к заготовке – отсутствие неровностей.
Шаг 5: размещение шаблона на поверхности листового материала
Шестерня выпиливается в соответствии с шаблоном. Для этого используется ручной или электрический инструмент.
Рис. 5 Резка на станке
Такой способ изготовления подходит для деталей с выраженными, крупными зубьями. С его помощью не производятся шестерни с большим количеством компактных зубцов.
Шаг 6: финишная обработка
Изготовление шестерни завершается механической обработкой детали. Для этого используются абразивные инструменты или токарные станки. В отдельных случаях применяются прочие вспомогательные приспособления.
Рис. 6 Обработка шестерни на токарном станке
При работе с заготовкой нужно соблюдать осторожность. Недопустимо удаление избыточного слоя материала с поверхности шестерни. Такое действие вызовет изменение размеров компонента, исключит его полноценное использование в рамках зубчатой передачи.
Представленная методика позволяет сделать шестерни своими руками с минимальной оснасткой. Выполнить операции можно в мастерской или гараже. Полученные детали выступают в качестве временного решения, не являются полноценной заменой заводской продукции.
Для качественного ремонта узла рекомендуется приобрести компоненты в заводском исполнении.
Способ №2 Отливка шестерни в гипсовой форме
Метод, позволяющий изготовить шестерню по образцу. Он актуален при создании дополнительного комплекта шестерней и замене сломанного изделия. Для проведения работ потребуется исходная шестерня, клей, желатин, воск, гипс и лом легкоплавких металлов (подойдет свинец или алюминий).
Шаг 1: восстановление целостности изделия
Процедура актуальна, если планируется восстановление поврежденной шестерни. Компоненты изделия соединяются при помощи «Суперклея» или двухкомпонентных смесей. В ходе работ используются качественные составы, надежно фиксирующие элементы. Экономия на клее не позволит получить основу требуемой прочности.
Рис. 7 Нанесение двухкомпонентного клея на поврежденную поверхность шестерни
Шаг 2: подготовка первичной формы
Для создания формы цельной шестерни подготавливается специальный состав. Работы выполняются в следующем порядке.
- На плиту устанавливается кастрюля с небольшим количеством воды.
- По мере нагрева жидкости в нее добавляется желатин. Состав непрерывно помешивается для предотвращения образования комков.
- Получившаяся однородная масса разбавляется глицерином.
Восстановленная шестерня размещается в чистой емкости, после чего заливается смесью из желатина и глицерина. Тара располагается в холодном месте.
Рис. 8 Заливка шестерни составом на базе желатина и глицерина
Шаг 3: подготовка первичной формы
Из застывшего желатинового состава извлекается шестерня. В результате получается форма требуемого размера.
Рис. 9 Извлечение шестерни
Шаг 4: создание воскового дубликата
В желатиновую форму заливается расплавленный воск. После его застывания формируется копия восстанавливаемой шестерни. Ее необходимо извлечь.
Рис. 10 Создание воскового дубликата
Размеры воскового дубликата сравниваются с параметрами исходной детали. Если различий нет, можно приступать к следующему шагу.
Рис. 11 Сравнение исходной детали и воскового дубликата
Шаг 5: подготовка гипсовой смеси
Гипсовая смесь разводится с водой до консистенции густой сметаны. Далее восковая деталь помещается в металлическую емкость и заполняется смесью.
Рис. 12 Заливка гипсом восковой детали
При проведении работ важно использовать чистый гипс. Не допускается применение гипсовых штукатурок, шпаклевок и аналогичных составов. Такие смеси не предназначены для создания форм, могут трескаться и изменять геометрию под воздействием высоких температур.
Шаг 6: удаление воска
После застывания гипса в нем просверливается 2 отверстия – они необходимы для извлечения расплавленного воска. Затем форма отправляется в печь, устанавливается отверстиями вниз. По мере нагрева происходит сплавление и вытекание воска. Внутри остается чистое пространство для заполнения основным материалом.
Рис. 13 Гипсовые формы в печи
Шаг 7: заливка металла
Металл, используемый для формирования шестерней, нагревается до температуры плавления. Операция проводится в классической или электрической печи.
Рис. 14 Плавление свинца в домашних условиях
Расплавленный металл заливается в заранее подготовленную форму. При проведении работ важно соблюдать осторожность. Необходимо использовать сварочные рукавицы, очки и прочие средства защиты.
Рис. 15 Заливка расплавленного металла в форму
В верхней части формы должны присутствовать два отверстия: первое – для заливки расплавленного металла, второе – для отвода газа.
Шаг 8: извлечение шестерни
После остывания металла происходит разрушение формы и излечение шестерни. Разбить гипсовую оболочку можно любым ударным инструментом, главное, чтобы прошло достаточно времени для остывания материала.
Рис. 16 Извлечение отлитой заготовки
С детали спиливается сторонний компонент, оставшийся после заливки, затем она подвергается финальной обработке.
Рис. 17 Спиливание элемента в форме заливочной раковины
Шаг 9: механическая обработка
Неровности на поверхности шестерни удаляются посредством абразивного инструмента.
Рис. 18 Обработка заготовки абразивным инструментом
Для получения наилучшего результата необходимо использовать токарный станок. Он позволяет сформировать ровные поверхности, убрать шероховатости и прочие дефекты.
Рис. 19 Обработка заготовки на станке
Промежутки между зубцами обрабатываются вручную. Для этого используются соответствующие напильники и наждачная бумага.
Второй метод изготовлении шестерней более затратный и трудоемкий. Он предполагает наличие определенных навыков и профильного инструмента. При этом мастер может изготавливать сложные детали с большим количеством зубцов. Ему удастся подготовить ремонтные комплекты для полного восстановления функционала узла.
При отсутствии требуемой подготовки не рекомендуется экспериментировать с формами и расплавленными материалами. Оптимальным решением станет заказ детали на производстве или покупка запчастей в магазине.
