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自制鼓砂机

 昵称W27I6 2017-03-28
凡事不可能一帆风顺,即使有的成功看起来来得很容易,那一定是掩盖了背后的反复尝试和不断失败。对我来说失败是过程,体会过程,享受过程才是木工中最有意思的一件时间。失败也是一种机会,是推敲设计改进工艺的机会。应该调整自己的心态,接受失败是个必经的过程,把注意力集中到为什么失败,还有哪些地方可以改进上。

之前做过一个鼓砂机,设计中参入了很多新的设计,也在试探材料的极限。做得对的和做错的学到了很多,这里就写下来和大家分享一下。如果你看到这里觉得只是个傻子在装逼炫富,请绕道,如果你觉得自己做机器是无意义的尝试,不如花钱买,那只说明我们兴趣不同,请不要浪费时间在这帖子上。如果你对自己做机器有兴趣,希望了解一下我的设计有哪些错误,或者希望能改进我的设计,那么希望这篇帖子对你有所帮助和启发,也非常欢迎大家讨论。

一直想要一个鼓砂机,但是市面上的产品总是有些设计不符合我的要求,所以就打算自己做一个。首先要有设计要求:
  • 占地面积要小,最好能够和其他工具叠在一起放
  • 能砂至少20寸的木板
  • 有刨砂功能,用来砂平不规则的物体
  • 大部分材料使用木头,少量可以考虑金属




有了要求,就可以开始设计了。以往我做东西都是在心里想好了最多画个草图就开工了,这次的机器有些复杂,有很尺寸多相互制约。为了减少返工的可能,就先画了个三维图。这也是我第一次用SketchUp画比较复杂的,边学边画,收获不少。
设计主要有以下几个特点:
  • 采用类似压刨的四立柱设计,立柱之间用齿轮和链条连接,转动的时候升降工件传送带,这样四个立柱的高低可以单独调节用来校准传送带高低。立柱使用普通的螺杆。
  • 传送带使用120砂纸传送带,这也是目前商品化机器的普遍做法。
  • 砂鼓用层板叠加而成,轴采用1寸的钢管
  • 电动机放在传送带下方,节约空间
  • 主电机和传送带电机分开,这样可以独立调节进料速度
  • 顶盖即是集尘罩,也可以用来平砂,类似平刨机。




进料台:
对全新的设计,最好先从最难的部分下手,这样如果不成功,宣告失败也不会损失太多。如果做到最后发现最关键最难的一部实现不了就亏大了。传送带算是整个机器比较复杂和难调整的部分。为了保证进料台平整,我用两块Baltic Birch层板粘起来,我的平刨也是使用这个台面,用了两年还是非常平。台面两端用两条稍厚的枫木来保证传送带不会脱轨。传送带滚轮是一段1.5寸左右粗的金属电线导管,套在一根1/2寸的钢杆上,两端用1.5寸厚的层板保证同心度。驱动滚轮上为了增加摩擦力和保证传送带居中,还在中间部分缠上了电工胶布。从动轮可以前后移动用来调节传送带的松紧。传送带的动力由24V的雨刮器电机提供,配合变压器,可以方便调结速度。为了把速度控制在允许范围内,我采用了齿轮链条减速,大概3:1,这样还有另外一个效果就是电机可以藏到传送带下方,不会突出左右。试车效果不错,唯一的问题是从动轮的的张紧装置不够结实,由于是木头做的,难以达到需要的强度。



接下来做的是砂鼓,商业产品大多用的是铝型材,我用的是层层叠加层板的办法,中间的轴用的是一段1寸直径的钢管。每层的木板不用切得非常准确,最后会用进料台把砂鼓打磨园的。制作过程并不复杂,但是比较繁琐,很多重复切割,打磨和粘合



支撑桌面的四根立柱由上下前后四条木梁固定,木梁架在机器侧面的框架上。立柱和木梁接触的部分有轴承和金属垫片保护,以减少磨损。
进料台的调整用水平摇把通过伞齿传动给链条。整个摇把总成可以前后滑动,用来调整链条松紧。


皮带轮也是层板做的,我选用了多凹槽的皮带,这种皮带的好处是半径小,噪音低。皮带轮车出相应的凹槽。



把砂鼓的驱动部分做完之后再把砂纸固定在进料台上用来砂平整砂鼓,等砂鼓平整后再上几层保护油,外层用工业级的尼龙搭扣,这样使用相应的砂纸更换很方便。尼龙搭扣本身也起到一定的缓冲作用。



机器的顶面也是集尘罩。所以结构有些复杂,我用雕刻机切掉大部分只后,用砂鼓打磨余下的部分。



我还在滚筒两边装了下压轮,这样既保证工件和进料皮带的摩擦力,又可以防止砂薄木片时被砂鼓吸入打碎。


机器到这里就基本完成了,在接下来的几个月里面,我比较频繁的使用这台机器,效果基本达到我的要求,不过也发现了不少缺点:
  • 最大的问题在进料台的升降机制。4立柱方法从设计上并没什么问题,大部分的压刨都是才有这种结构,不过这并不非常适合自制工具。原因在于这种设计需要立柱的上下孔位以及进料台上的空位非常准确,偏差0.5mm也会导致升降的时候卡住。要想这12个孔都开得偏差小于0.5mm非常困难。我也尝试将顶部的空位开大1mm这样卡住的问题解决了,但是由于虚位,打磨的时候晃动比较厉害。
  • 进料台的伞齿松紧调节装置不容易固定,在升降的时候齿轮上受到的力比我想象的要大很多,如果重新设计,我会用顶紧螺丝来调节
  • 砂鼓的轴是中空的,不够结实,高速转动晃动比较厉害,下次要用实心的。砂鼓在打磨过程中会蹭到一边,下次可以用插销顶住轴承。
  • 进料台的两边固定滚轮的部分最好用金属,这两片在张紧的时候,受到很大压力,木头的强度不够。
  • 更换传送皮带非常麻烦,几乎要把整个机器全部拆开。




本帖最后由 rogerxue 于 2017-3-27 14:16 编辑

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