旋盤工作

2017年6月22日 (木)

小型赤道儀を作る(6)

 こんにちは。
先日、割り出し盤がなんとか完成したので、ウォームギアの製作に突入しました。

 前回の割り出し盤の記事を読み直してちょっと補足なんですが、既製品のロータリーテーブルで割り出せばいいじゃないか?と疑問を持たれるかもと思ったもので。
 既製品のロータリーテーブルが使えると、専用の割り出し盤は不要なんですが、私の旋盤は小さいので、既製品のロータリーテーブルを乗っけて工作は不可能なんです。
 で、苦労して専用の割り出し盤を作ったわけです。

 さて、ウォームギアの製作ですが、6mm厚の真鍮板から切り出しました。

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 ケガキは、仕上がり寸法ではなく、穴はちょっと小さめ、外径はちょっと大きめに描いてます。
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 面盤にセットして旋盤で穴を先に仕上げました。
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 縁を落として八角形にして、再度旋盤に。前に作ったモールステーパー(MT3)のついたヤトイにセット。外周を削っていきます。
201706201955s さらに外周の縁を凹ませていきます。あらかた剣バイトで階段状に凹ませたら、金のこの刃で作った刃物を使って「手バイト」で削ります。
 これで失敗して、指をけがしてしまいました。(血が出た~!)
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 外周の加工が大体終わったところです。

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 で・・・割り出し盤を使って、ギアの歯を切っていくときのガイド溝を切っていったのですが‥‥。
 割出、感触が微妙すぎて難しいです。
 もう・・途中で「失敗してます!」って感じで、写真でもわかると思いますが、溝の間隔が均等になってません。
 苦労した割に、割り出しは失敗っぽいです。

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 そしていよいよ、この刃物の出番です。これ作ったのはもう4~5年前だなぁ・・・。
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 こんな感じで旋盤にセットします。ガイド溝がしっかりできてないので、もう出たとこ勝負です!
 ちなみに、ギアの歯を切るときは割り出し盤を裏返しにセットして使うように設計してます。
そして、ギアになる円盤は自由に回転できるようにセットしてます。
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 ギアが切れてきました。見た目いい感じ♪・・と思っていたのはちょっとの間だけでした‥。
201706211979scount

 割り出し作業は、完全に失敗。歯切りはとりあえずできましたが、問題は歯の数。
生を数えるのは難しそうだったので、撮った写真で数えてみました。
 1・・・10・・・・20・・・・70??、あれ?70歯目ちょっと早くないかい?いやいや気のせいだ‥80・・・90・・・・100・・・・110・・・120・・・・なんか多いような気が・・・130・・・140!
あう・・どう見てもあと10歯くらいありそう・・・。

 なんと、144歯を目指して作ったギアは150歯になってしまいました。最初の割り出しがうまくいってなくても、いくら何でも、プラスマイナス1歯くらいだと思っていたのに‥。
 なんか計算まちがえたかなぁ??

 というわけで、1回目のギア製作は失敗してしまいました。
しばらく立ち直れないかも・・・(嘘です♪)













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2017年6月15日 (木)

割り出し盤(144分割)完成!

201706141926trs


 こんにちは。
小型赤道儀の部品(ウォームギア)を作るための道具「割り出し盤」が完成しました。
一時はラチェットを利用しようかとか、もっと楽な方法はないかと考えていたのですが、結局は、これを作ることになってしまいました。

 構造は、台座の上の円盤の下面にφ1.5mmの浅い穴が72個(5度ピッチ)で空いていて、その穴が台座に取り付けてある小さな鉄球(下の写真)の上で止まることで割り出しを行います。
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 この小さな鉄球の位置がみそで、軸の中心から57.5°離れて2か所についてます。最初の鉄球に円盤の穴がはまったときは、もう一方の鉄球はちょうど穴と穴の間にあります。
円盤を回転させると、穴にはまってなかった鉄球の方が穴にはまることで、72×2=144分割ができる仕組みです。

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 円盤の小穴は上の写真のようになっていて、びっしりです。φ1.5㎜でもこんな感じで、直接144分割にはできませんでした。
 穴あけの状況は次の写真のような感じ。結構根気が・・・。
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 側面の大きめの穴は、この円盤を回すときにピンをはめて指がかかるようにするために開けてますが、この割り出し装置で最初の「割り出し」でした。
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 こんな感じで、側面にφ3.1mmの穴を15°ピッチで24か所開けてます。


 本体の鉄球は直径3mmなんですが、最初にφ2.8mmの貫通穴をあけて、途中までφ3.1mmに広げて、最後に手製のリーマーで直径の変わる部分をテーパーに削り、鉄球の頭が0.3mmくらい出るように調整しました。
 あとは穴に入れたピンを、ヘアピンから削りだした板バネで背面から止めてます。
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 下から、3㎜の鉄球、φ3㎜のシャフト、ヘアピン削りだし板バネ、止めネジ(M2)。
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 背面からこんな感じで止めてます。

 あとは、ウォームギアの案内溝を切るためのカッターを作れば、いよいよウォームギアが作れそうです♪


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2017年5月28日 (日)

フライス盤

こんばんは。

昨日、今日の土日はよく晴れていて、しかも月も小さいというのに、撮影に行きませんでした。
ここ1週間くらいは工作にはまっていいて、この土日は工作三昧でした。

じつは先週、念願のフライス盤を導入したのです。

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 寿貿易のFM110Eという機種です。
以前から使っている旋盤と同じメーカーで、ここの製品は信頼性が高くすぐに使えるので、今回もここを選びました。

 こういうのを買うときは、思っているものよりも一ランク上のものを選ぶ方がいいのですが、フライス盤はとても重量が重いので、そこがネックとなりこの機種に落ち着きました。
 これで、50kgあります。旋盤の方も30kg以上あって重かったのですが、これはもう・・・人一人分です。一人でセッティングするには限界ですね。

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 旋盤と並べてセッティングしました。

 初の工作は、以前から作成中の赤道儀のウォームギアを作るための道具の部品・・シャフトを加工してみました。

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 ロータリーテーブルに三つ爪チャックをセットして、Φ15mmの軟鉄棒を挟んで、すり割りカッターでC-リングを取り付ける溝を掘ってます。
 このすり割りカッターを取り付ける軸は、以前旋盤用に作ったものをコレットチャックで掴んで使っています。

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 この状態で台座のロータリーテーブルをゆっくり回すと溝が切れます。
以前は、旋盤で突っ切りという作業で切る必要があったのですが、「突っ切り」は旋盤作業で一番難しい(と思っている)ので、失敗が多いし、工具は壊すし・・・できるだけやりたくなかったんですが、フライス盤使うと楽勝でした♪

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 出来上がったシャフトです。
もちろん、ボルトとC-リングはナフコで買ってきた既製品です。(笑)

 次に台座の方を加工したのですが、このシャフトが入る穴は正確に加工する必要があるので、普通はちょっと小さめに掘った穴にハンドリーマーを入れて仕上げることになります。
 しかし、このハンドリーマー・・・Φ15mmくらいになると5000円~2万弱?くらいととてもお高いんです。1回しか使わないかもしれない工具としては、ちょっと買うのはもったいないので、このリーマーも自作ししました。

 Φ15mmのドリルロッド(SK4)の先端の20mm程度を1/100程度のテーパーにして、並行部25mm程度と合わせてフライス盤で溝を切って歯を付けました。
 返りを砥石で丁寧に削って熱処理して出来上がり。
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 写真は、旋盤でテーパー削りが終わったものをフライス盤にセットし溝切りを始めるところです。
左端は、あらかじめフライス盤で頭を六角ボルト状に削ってありますが、こんな加工も簡単にできて、フライス盤いいなぁ!って感じでした。
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 仕上がったリーマーを加工物に開けたちょっと小さめの穴(Φ14.7mmくらい)にはめます。
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 テーパー部の中ほどまで差し込めました。頭の六角はリーマーの溝を切る際の割り出しにも使ったのですが、リーマーを使う(回す)のにも使います。
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 こんな感じで、ソケットレンチを使って時計回りに回していきます。
逆回転させると切りかすを巻き込んだりして正確な穴に仕上がらないので、絶対に逆回転してはいけません。
 回した感じは・・・おお、削れてる削れてる、切れてる感触が伝わってきて心地よいです。

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 きれいな穴に仕上がりました!
この直径(15mm)より小さいものだったら、リーマー自作できそう♪
これより大きいと、熱処理が難しい(過熱にかなり苦労する)ので無理かなぁ。
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 先に作ったシャフトをセットしてみました。ピッタリ♪
やっとここまで来たって感じなんですが、これって赤道儀を作るための部品(ウォームギア)を作るための道具なんですよねぇ‥。

本命が遠い感じがするのはきのせいでしょう・・・。

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2017年3月29日 (水)

モールステーパー

 こんばんは。
今回もまた旋盤ネタです。

 小型赤道儀の製作再開したのですが、そろそろ肝心のウォームギアの製作に入りたいところです。
工作方法もだいぶんイメージできてきたのですが、ギア用の円盤を作る際に失敗する可能性が高くて、何度もやり直す必要があるのではないか?と思い始めました。

 1個だけ作るなら、その場限りのヤトイを作ればいいのですが、失敗のたびにヤトイを作るのはさすがに面倒だし、材料もその都度必要になって、あんまりよろしくないのです。
 
 そこで、旋盤の芯押台と主軸用の何度も使えるヤトイを作ることにしました。
旋盤の主軸の穴は「MT3」、芯押台は「MT2」という規格のテーパーのついた穴になっています。モールステーパーと言います。
 この規格のテーパーのついたいろんな道具・・例えばドリルチャックとかコレットチャック、センターなどをこれらの穴に差し込んで使うんですが、ここに使いまわせるヤトイをはめようという魂胆です。

 

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 MT2規格で作るのはこんな感じの鉄の棒です。頭(太いほう)に溝が切ってあるのは、円盤を作るヤトイとしての用途以外に、主軸用のMT3規格のほうは長くて同じ方法で削れないので、その際に偏心センターとして使うことを想定した追加加工です。

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 まず、既製品のMT2テーパーのセンター(先の尖った棒)のテーパー部分をなぞって、刃物台(トップスライド)の角度を決めます。

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 角度が決まったらφ40mmの鉄棒をセットします。4爪チャックに正確につかんで反対側にセンター穴を空けるところです。

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 センター穴をあけたら、3爪チャックにつかみ直し、センターで押して、外周を荒削り。

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 どんどん削ります。

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 外周の荒削りがほぼできてきました。

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 先に角度を決めておいたトップスライドを使ってテーパーに削っていきます。

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 ある程度削ったら、チャックごと取り外してテーパーが合っているかどうか確かめます。
ずいぶん前にバイクのエンジンのバルブとかいじってた時に使っていた「光明丹」を使います。

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 こんな感じに光明丹を付けて、芯押台のMT2の穴に差し込み、ぐりぐり回して、光明丹の伸び具合を見て、どの辺が当たっていて、どの辺が当たっていないのか見て、トップスライドの角度を微調整して削り、また当たりを見て→トップスライド調整→削って→・・・と繰り返し、全体的に当たるようになるまで削ります。

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 なんとなく、まんべんなく当たってきたので、ここでテーパー削りは完了ということにしました。
 後になって、もっと表面をきれいに仕上げればよかったなぁとちょっと後悔しましたが、この程度でも使えそうです。

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 MT2テーパー側に穴をあけて、引きネジ用にM8のネジ穴を切ってます。
このやり方の時はもちろん手動で回します。

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ネジ切れました。傘状の大きなテーパーも削って、だいぶん形になってきました。

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 ヤトイ(ああ、これは・・ヤトイのためのヤトイ・・・)を作って、パラレル部分まで差し込み、先ほど切った引きネジで主軸の中から引きます。

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 この状態で反対側を加工していきます。

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 このヤトイの直径は赤道儀のギアをはめるシャフトと同じ直径30mm。同じくシャフトにはめるベアリングがちょうどはまる大きさにします。写真はベアリングをはめて仕上がりを確認しているところ。

 201703211616s


 こちら側の中心には、ギア用の材料を固定するためのM6ネジを切りました。

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 旋盤にエンドミルをつかんでミーリング加工で溝を切りました。そろそろ、旋盤でのミーリングに限界を感じている今日この頃です。(物欲膨張中)

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ミーリング完了。
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 この道具は、本来のヤトイとして使う以外に、写真のように芯押台にセットして偏心センターとして使い、次のMT3テーパー削りにも使います。
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 今回の完成品は、こんな感じです。
道具の名前は・・・「MT2アーバーφ30ヤトイ兼偏心センター」とでもしとこうかなぁ。
(そのまんまだ・・・) 

 この尖った部分で、肩のツボとか押すと気持ちいいかも♪(血が出るか?)




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2017年3月14日 (火)

小型赤道儀を作る(5)

こんばんは。
前回の続きです。
再開しても作業はぼちぼちなんですが、案外早くすすみました。

201703121528s 今回は、ヤトイの中心に穴をあけて、ネジを切ります。M10の予定でしたが、固定用のボルトの頭が小さいほうがよかろうと思って、M8に変更しました。
201703121531trs M8のネジは、タップで切ったのですが、なるべく垂直になるように、最初の数回転は心押台に取り付けたドリルチャックで掴んで切り始めました。
 写真は切り終わったところ。
 前回、ヤトイの外周をちょっと削りすぎたので、加工物を取り付ける前にアルミ箔を貼ってます。
 ちなみに、アルミ箔は説明書きによると10マイクロメートルの厚さだそうです。
201703121534s アルミ箔でだいぶん改善され、ガタがほとんどわからない感じになりました。


201703121535trs ここから、ラジアルベアリングとスラストベアリングをはめる穴に広げていきます。

201703121536s
 削り始めはこんな感じ。中ぐりバイトは、あんまり出すと「ビビる」ので、最小限に出してます。

201703121538trs
 とりあえず、ラジアルベアリングのサイズに近いところまで削り終わったところ。
ここから、現物合わせで少しずつ削ります。

201703121539s
 「お、はまった」という感じになりました。圧入して使うなら、ここで終了なんですが、圧入してしまうと分解が難しくなるので、もうちょっと削ります。

201703121542s
 慎重に慎重に削って、すっぽり収まりました。

201703121546s
 同じように、その上側をスラストベアリング用にちょっと大きく広げます。こちらは多少ガタがあってもいいので、お気楽です。
 ラジアルベアリングもスラストベアリング(レース部)もきっちり収まり、無事にベアリングハウス部分は完了。
 あとは、シャフトが通る穴を30mmちょっとまで広げる必要があるのですが、今度はヤトイから外して直接つかんでやる必要があります。
 その辺は、また後日。





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2017年3月11日 (土)

小型赤道儀を作る(4)

こんにちは。
だいぶん中断していたのですが、赤道儀工作再開しました。

 144歯のウォームギアを作る際の144分割に割り出す方法を考えている間に、いろいろ忙しくなってしまって、本体の工作途中で止まってました。
 144分割の割り出し方法は、ジグを作るのがめんどくさくて、ラチェットレンチで割り出そうかなどと考えていたんですが、2.5度送り(144分割)のラチェットレンチそのものが結構なお値段するのと、それを使うにしても、それなりの工作が必要になりそうだったので、結局、割り出し盤を作ることにしました。(結構現実的な方法になりそう・・・)

 ギアの方はまだまだ図面書いたり加工方法を頭の中でシミュレーションする必要があるので、後日ということで、今回は、本体加工の続きです。
201703111143s
 本体の片方にはベアリングが入る穴を掘ったのですが、逆側にも軸の合った同じ形の穴を掘る必要があります。
 なるべく正確に軸を合わせるために、ヤトイと言われる仮の台座を作ります。

 上の写真はアルミを挟んで面だししたところです。
201703111145s
 削った面にケガキニスを塗って、目的のサイズよりちょっと大きめに円をケガキました。

201703111150s


 だいぶん削って目的の寸法に近くなってきました。
 手に持っているのが赤道儀の本体部分。この穴にピッタリはまるように、さらに軸を削ります。
0.05mmくらいずつ削っていきましたが、ちょっと削りすぎたかも‥‥
201703111152s


 はまりましたが、わずかにガタが出てしまいました。最後は慎重に3/4目盛(0.025mm×3/4)くらい削ったんですが、それでも削りすぎたみたいです(泣)
 はめるときにアルミ箔かなんか噛ませるかなぁ…

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 とりあえず、今日はここまで。明日以降、中心にM10のネジ穴を切ってこのヤトイは完成です。
 本体を取り付けて削り終わるまでは、旋盤のチャックにつかんだままになります…。


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2016年1月28日 (木)

小型赤道儀を作る(3)

20160128waridasidaiza


こんばんは。
上の画像、なんのこっちゃ?って感じですが・・。
作りかけてストップしていた小型赤道儀、ウォームホイールの割り出し方法でつまずいてました。

 一応、144歯にしたいので、それで設計を進めていて、これを加工するためのボブと呼ばれる工具は作ったのですが、これでウォームホイールを切るには、本来ならボブの回転にあわせてホイールを正確に回転させてやる必要があります。

 そのような装置は考えただけでも複雑そうで、とても作れそうにありません。なので、ホイールは自由に回転させながら切る事になるのですが、自由に回転させると歯の数が1歯少なかったりするそうです。

 愛読している「ミニ旋盤を使いこなす本」によると、あらかじめホイールに歯数にあわせて浅い切込みを入れておくと上手くいくらしいので、ホイールの外周に144箇所の切込みを入れたいのです。
 問題は、この144箇所の割出をどうやって行うか?だったんです。

 作ろうとしているウォーム・ギアのモジュールは約0.398です。なんでそんな半端なのかというと、ピッチを1.25mmに固定したからです。モジュール数をきりの良い数字にするには円周率で割れるピッチにする必要があるのですが、そんなピッチでボブが作れないので、ピッチのほうをきりの良い数字にしたという訳です。
 こんな小さなモジュールの144枚歯の歯車が手に入れば、それをトレースする形で割り出しできるのですが、結構探しても手に入りそうにありませんでした。
 モジュールの大きな歯車はものも大きくて、旋盤上で加工物と一緒に乗せるのはちょっと無理があるので。
 「どうやって割り出ししようか?」と悩んでいたんですが、最近、良いものを発見しました!

ラチェットレンチです。
送り角が2.5度(144分割)のものがあるみたいで、これを利用すれば比較的正確に割り出しできそうです。物も小さいし、何とかなりそうな感じ。

 それで画きはじめた図面が上の画像です。
薄い線で描かれているほうが台座。濃い線は加工するホイールと、軸です。
まだまだ描きはじめですが、加工方法をシミュレーションしながら作図を進めていこうかと思っています。

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2015年4月19日 (日)

小型赤道儀を作る(2)

こんにちは。
小型赤道儀の工作、片面のベアリングを収める部分が削りあがりました。
出来上がりはこんな感じ。(片面だけですけど・・・)
D7020150418477


最初にあけた14mmの穴から、中ぐりバイトという刃物を使って広げてきます。
D7020150418448


D7020150418459
現物合わせしながら慎重に開けていきます。上の写真はスラストベアリングの部品を当ててみたところです。この部分は少しスカスカに削ってもいいのですが、その奥にはめ込むラジアルベアリングの穴掘りの練習ということで、一度ぴったりに仕上げてみました。
D7020150418463


下の段のラジアルベアリングの部分も現物合わせ。

D7020150418483
ベアリングを組んでみました。
このベアリングの穴を掘り終わって旋盤から取り外す前に穴の出口の「面」を削ります。
この穴と面を基準にして反対側を削ることになるので、ここの仕上げは重要なんです。
次は、14mの小さい穴を反対側からちょっと広げて掘った後に、「ヤトイ」を削ってはめ込んで反対面を削る予定です。

・・・その前に、「ヤトイ」に使う材料を切り出さねば・・・・材料の切出しが一番おっくうだなぁ・・・。





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2015年4月15日 (水)

小型赤道儀を作る(1)

こんばんは。
前回紹介した工作ですが、下の図のような赤道儀を作ろうと思っています。
(このままでは「赤道儀」に見えないですが・・(汗))

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この図面もまだ途中段階で、すべての設計が終わっているわけではありません(汗)
加工の成否や材料の入手状況に合わせて設計も進めていくつもりです。
この図の濃い線で描かれた赤緯体になるブロックを加工しているところです。

D7020150413431



先日、ブロックの切り出しと面出しをやった後、軸になる穴を加工するためにドリルで10mmの穴を開けました。
上の写真は10mmのドリルを空けているところですが、このままでは加工物も回ってしまうので、手で押さえます。危ないので、もちろん低速でまわします。
こんな方法で穴を開けるのには訳があって、一発で貫通した穴をあけられないので両側からあけるんですが、そうやると必ず左右からの穴が食い違ってしまうので、片方(右側)を芯押し台につけたセンターという道具で押しながら、旋盤に加えたドリルで開けます。
こうすると、ドリルはセンターに向かって押されて、まっすぐ入っていきます。
途中まであけたら工作物を反対向きに取り付けて同じことをやると、段差なく貫通するというすんぽうです。
もちろん、いきなり10mmをあけるのではなくて、最初は4mmくらいから始めて少しずつ広げていきます。

D7020150414437

10mmの穴まで来ると、やっと旋盤用の中ぐりバイトという刃物が入るので、今度は本当の旋盤作業で広げて行きます。
とりあえず、今後の加工のために10mmの穴を14mmまで広げました。
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ここまでは、あんまり精度は必要なかったのですが、これからベアリングを納める部分を削っていくので、精度を気にした加工が必要になってきます。
次の加工は焦って失敗しそうなので、今日はやめときます(笑)





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2015年4月11日 (土)

工作!

D7020150407320


こんにちは。
今日は、月が出るのは夜中1時前頃だったと思うので、ちょっと撮影に出ようかなぁと思っていたのですが、現在、うす曇。
ちょっと残念でした。

写真は次の工作の部品。ベアリングです。ラジアルベアリングとスラストベアリングです。
ポータブル赤道儀を作ろうかと思って、今日から加工に入ります。前から作ってみようと、構想だけはあったんですが、なかなか重い腰が上がらず・・・(笑)
このベアリングが赤経軸のシャフトを支えます。内径は30mmです。

D7020150407322

ベアリングを収めるボディーは上の写真のアルミブロックから削りだします。約60mm角のブロックですが、切り出して面を出してやる必要があります。
これを切るのがおっくうで、何となくはじめることができなかったんですが、意を決して切りました!
「切るぐらい」と思われる方もおられるでしょう。
でも、これだけは断言できます!
「電動工具無しでこれを切るのが一番大変!」・・・なんです。

で、最初から金鋸でやるのは体力的自信がなかったので、途中までディスクサンダーで切って、砥石が届かなくなったところから金鋸で切りました。
最後の30mm角ぐらいを金鋸でせっせと切ったのですが、これだけでも30分くらいかかりました・・。(汗・・ダクダク)
切り出した材料は下の写真のとおり。

D7020150411325


今回の切断面に加えて、横の2面も切りっぱなしの凸凹なので、まずは面出しからはじめます。
・・ああ、やっと旋盤加工に移れる・・・。

4月12日追記です。
切り出したブロックの面出しをやりました。
D7020150411416


こんな感じに旋盤にセットして削っていきます。
出来上がりは下の写真♪
D7020150412425


もともとの切断面の凹凸が思ったよりも大きかったので、短い方の2辺は予定していたサイズよりそれぞれ0.4mmと0.8mm短くなってしまいましたが、特に問題ありません。設計図を修正するだけ。
長い1辺(軸方向)は自分で切断するときにちょっと長めに切ったので、逆に数ミリ長くなりました。
旋盤での面削りなので、実際は中央部が若干凹んでいるんですが(旋盤の規格・構造上そうなるそうです)、これも特に問題なし。
今日はここまで。続きは明日以降ぼちぼち頑張ろうかな。

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