迷你车床:快到我口袋里来!

  DIY

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DIYer: Random_Canadian
制作时间: 3天
制作难度: ★★★★☆
GEEK指数: ★★★☆☆

编译来源

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有的时候,要制作小东西就需要小工具。我这个口袋车床只有8英寸(20.32厘米)长,3英寸(7.62厘米)宽,4.5英寸(11.43厘米)高。没错,我可以把它轻易地放进夹克衫的口袋和宽大的裤子口袋里。

口袋车床最早是在我想制作小型棋盘的时候想到。的另外,在本教程的最后,我写了一些改进的想法。

1   准备零件

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你需要:

○ 电动机。我把一台喷墨打印机给大卸八块了,取出了其中驱动打印头的电动机。这个电机的功率足以应付松木和其他轻质木料了。但对于铝材或者铜材来说就显得非常无力。
○ 厚硬木板。我找了些废弃的1/4英寸(0.635厘米)厚硬木板,来制作底座。
○ 2个滑板轮轴承(608ZZ型号)
○ 2个转轴支撑件(3/4英寸(1.905厘米)长,编号为WH12A)
○ 齿轮。你需要一些驱动齿轮或者一套皮带传动系统,这完全要根据你所选择的电动机来决定。我用的是尼龙斜齿轮,电机的传动比为1:2(齿轮比24/48)。

2   组装旋转件

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首先,你需要将转轴支撑件的开口扩大。它们本来是3/4英寸(1.905厘米)的,需要扩大到7/8英寸(2.2225厘米)。我是用标准钻头扩孔的。扩孔的深度只需要达到支撑件厚度的一半即可。

这时,你就可以将轴承安装上去,将支撑件压紧了。

轴承的方向朝着工作区域内侧。

3   制作支架

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选择一颗5/16×1英寸(0.79375×2.54厘米)的螺钉,在带螺纹的一头切割出一个十字形。用锉刀将切口的侧边磨成斜角。这就是将工作零件固定住的“牙齿”。

再找一颗5/16×2英寸(0.79375×5.08厘米)的螺钉,重复上面的切牙工序。

将1英寸(2.54厘米)的螺钉插入轴承和支撑件中,用几个垫圈和一个5/16的尼龙锁紧螺母将它拧紧。这颗螺钉应该就能够自由地旋转,而不会晃动了。

将2英寸(5.08厘米)的螺钉插入驱动齿轮中,斜面口朝着螺栓头。然后套上9个垫圈,再将螺钉插入支撑块和轴承中,随后再加上一个垫圈。同样地,最后用尼龙锁紧螺母拧紧,让驱动机构能够自由旋转,而不会卡住。驱动齿轮相对于转轴不应发生滑动。

4   制作卡盘

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这一步是可选的,你需要了解纤接或者焊接的技术。这一步完成后,你就会得到一个4爪卡盘。

你将需要一个1/4英寸(0.635厘米)的防护垫圈,和5个5/16的常规螺母。还有4个5/16的固定螺钉。

将一个定位螺钉拧入一个螺母中,让螺钉的斜角口从背部穿出来,让螺母处于防护垫圈孔的位置上。螺母必须和垫圈平齐。将螺母和垫圈纤接起来,然后将定位螺钉拧出来。

将垫圈反过来,让螺母位于下面。

将2颗螺母拧入5/16×2英寸(0.79375×5.08厘米)的螺栓上,并将它们隔开一定距离,让螺母的外边缘和防护垫圈的外边缘平齐。将这根带有螺母的螺钉插入垫圈中央,将螺母纤接到位。

重复一次这一步骤,在第一组连接件上以90度的方向纤接好螺母。

将零件清扫干净,并作适当调整。我还打了底漆,并涂成了黑色。

你可以在定位螺钉上使用螺纹锁。在启动机床之前,一定要确保所有的螺钉都拧紧了。

在照片中可以看到驱动转轴上后部螺纹的螺母。

5   制作底座

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底座为2.5英寸(6.35厘米)宽,8英寸(20.32厘米)长。用电动机和齿轮驱动装置将需要钻孔的地方标记出来。然后将这些驱动电机和驱动支撑件的孔都打好。

在底座最远和最近的点上,用尾部支撑块将安装孔的位置标示出来。用直尺将工作零件支撑块所需要的滑动孔的位置标记出来。这些深孔届时可以用来调整工作区域的工件尺寸,而且还可以当作工件的手动夹具。

将所有的孔都钻好,然后把多余的硬木板材料切割到合适的尺寸,制作底座。我切割了4块尺寸一模一样的木板。然后将其中一块切成了2.5英寸大小,作为末端的盖板。将底座组装起来,然后用胶水粘合在一起。我用的是强力胶,不过木胶水也可以。根据需要调整底座。我还打了底漆,并涂成了黑色。

电动机支架是用2.25英寸×1英寸(5.715厘米×2.54厘米)的铝质角铁制成的。

支架要准确地与驱动支撑块和原有的电极支撑件对齐。然后就要做好标记、钻好孔、打好螺纹,制作支撑夹具了。

首先应安装电机,然后再将支撑件安装在底座上,并用螺钉将驱动块固定其上。将驱动块与底座摆放整齐。

末端的滑动锁口是用1/2×1/4的铝条制成的,尺寸应比支撑块的底部略微窄一些。准确地将两者对齐,然后钻孔打螺纹,我用的是10-24套筒扳手头螺栓,因为艾伦内六角扳手(Allen key)必须拧紧到与4爪卡盘的定位螺钉完全相同的尺寸。将滑动锁装在底部下面,并用螺栓将末端支撑件固定住。

6   组装并测试

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电路连线其实非常简单,你还需要一个开关和电源。我选择了一个12V 1A的“方邦”(wall wart),似乎并没有电力不足的问题。而且不用的时候可以装在车床底座里面,不怎么占地方。方邦的插头位于背部,电源开关则在顶部,靠近驱动齿轮的地方。电源直接接在电机上,并串联一个开关。

红色导线连入电机的正极,而黑色的则连入负极。这些导线都需焊接好。

这些电力器件的功率都不大,所以万一和齿轮发生了短路,或者卡住了,一般来说都不会造成什么损害。我在测试车床的时候,让刀具切到了卡盘,即便如此,刀具也没有损坏,而且电机立刻就停止了旋转。同样地,如果你一次性切割量过大的话,也只是让刀具卡住罢了。

要确保驱动转轴是逆时针旋转的,否则卡盘就无法固定在转轴上了。如果方向反了的话,只要把电极导线的极性换一下就好了。

7   制作工具包

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中空底座是用来存放电源和刀具的。

我决定用乙烯基塑料布来制作工具包。我大致测量了一下,然后用喷胶将两部分粘起来,避免发生摩擦。然后将它对折,裁剪到合适的尺寸,然后沿着长的一边缝合起来。我将一头裁剪成直角,然后将边缘缝合起来。再将车床包裹在乙烯基塑料布中,找出合适的长度,然后裁剪成矩形,将剩下的边缘也缝合起来。

工具包是从前面打开的,所以当你松开手的时候,它会将车床固定住。我把前面的开口做成了尼龙搭扣,然后在背后的开片缝上一根短条,用来将其固定在底座上。再用热熔胶将中央的开片粘在底座内侧。最靠近使用者的开片带有尼龙搭扣,避免刮到或者钩到衣服。

我还用剩下了些乙烯基塑料布,于是就制作了一个小工具袋子,存放艾伦内六角扳手和刀具。

我的缝纫机最近坏了,请各位在吐槽我的非专业缝合针脚时口下留情。

8   最后的成品以及一些改进的想法

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完成了,加工精度勉强达到了我预期的效果。

虽然这口袋车床是用电池供电的,但似乎耗电量还不小,所以我建议你可以改用外部电源。

既然我这个车床只有单一的旋转速度,也就是电机转速的1/2,所以也许你可以加上一个PWM电机控制器,让速度变得可调。

你可以从电钻上拆下一个更大的电动机,这样就能提供更大的功率,应付较软的金属。我目前正在研究如何应付铜和铝材。目前设计的方法是可变转速控制的直接驱动。

用皮带传动的方式可以减小车床的尺寸,因为电机可以水平安装,而无需垂直安装。

底座可以用丙烯酸塑料或者夹合板制作。在旋转部件周围可以增加一层防护罩,提高安全性。

完成这个车床之后,我现在正在制作迷你的国际象棋。先把车和国王的照片发上来给大家看看。

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