Качественная обработка деталей в рамках выполнения слесарных и столярных операций возможна только при условии использования подходящего инструмента и вспомогательных приспособлений. Станок, верстак или обычный надежно закрепленный стол могут выступать как основа для выполнения работ, а непосредственно коррекцию или деформирование заготовки производится с помощью средства механического воздействия. Это может быть шлифовальный аппарат, резчик, пила, лобзик и т. д. Но в любом случае потребуется и устройство для зажима целевой детали. Данную функцию выполняет струбцина - это деревянная или металлическая конструкция небольших размеров, предназначенная для надежной фиксации заготовки. В некотором роде она сравнима с классическими тисками, но принципиальным отличием будет исключение необходимости стационарной установки.

Общее устройство струбцины

В стандартных версиях приспособление формируется двумя частями - неподвижной рамой и активным элементом, управляя которым пользователь и обеспечивает зажим. Поверхности обеих частей в местах соприкосновения обеспечиваются губками, которые непосредственно контактируют с целевой деталью. Регуляция осуществляется винтом, перемещение которого в рамках допустимого диапазона позволяет располагать заготовку в нише захвата и обеспечивать оптимальный по силе сжатия хват. Механизм винтового крепления подробно демонстрирует струбцина, фото которой представлено ниже. При этом существуют модели с разными формами, размерами и конфигурациями функциональных частей.

Разновидности приспособления

В столярных мастерских чаще используют F-образные модели, которые имеют небольшие размеры и тем самым обеспечивают удобство применения. Настраиваемая по уровню захвата губка перемещается по плоскому основанию и фиксируется в нужной точке посредством винтового крепежа. Близка к данной конструкции G-образная струбцина - это устройство, в котором функция регулятора также выполняется винтом, однако в движение приводится не часть инструмента, а именно зажимная губка. Сам винтовой стержень с небольшой платформой для фиксации выступает рабочим органом. Как правило, ширина захвата у G-образных моделей варьируется от 100 до 150 мм.

Менее популярны тройные и ленточные модели струбцин. Что касается тройных версий, то они изготавливаются из металлических труб, внутри которых формируется резьба для регуляции положения элемента. Сами же отрезки труб и выступают в качестве зажимных частей конструкции. Ленточные типы струбцин в качестве материала для крепления используют кожаные или капроновые ремни. Фиксирующие ленты обволакивают целевую конструкцию, удерживая ее отдельные части. Задача струбцины как таковой в данной схеме зажима заключается в регуляции силы натяжения.

Особенности быстрозажимных моделей

В режиме поточной обработки себя оправдывают струбцины, обеспеченные механизмом оперативной фиксации заготовки. Данная конструкция базируется на системе осей и рычагов, которая предполагает возможность приведения инструмента в рабочее состояние путем нажатия на рукоятку. Иными словами, быстрозажимная струбцина - это устройство, обеспечивающее моментальную фиксацию изделия в губчатых тисках без предварительной настройки по глубине хвата. Регулировка осуществляется до момента крепления и рассчитывается на многократное обслуживание нескольких заготовок с одинаковыми параметрами.

Самодельная струбцина для столярных работ

Простейший вариант зажимного приспособления выполняется из пары реек и винтов. На окончаниях деревянных заготовок высверливаются отверстия, которые в дальнейшем будут использоваться для выхода крепежных штырей. Столярные самодельные струбцины могут выполняться также из металлических зажимных профилей, но в этом случае потребуется специальный инструмент для создания отверстий - как минимум, дрель мощностью 12-14 В.

Когда отверстия будут готовы, можно выполнять соединения по двум концам с помощью подготовленных винтов. Длина шурупов изначально подбирается под целевые заготовки. Стандартный диапазон по глубине захвата составляет 50-200 мм. Важно учитывать, что рассматриваемая столярная струбцина - это средство для зажима с двух сторон, поэтому придется организовывать работы «на весу» без возможности установки конструкции на тот же верстак или станину.

Самодельная трубная струбцина

Для точного расположения труб с целью последующей сварки можно использовать ту же зажимную конструкцию. Разница будет заключаться лишь в том, что вместо губок нажима используется два металлических блока с отверстиями, диаметры которых подходят к целевой заготовке. Трубная струбцина, фото которой представлено выше, как раз показывает пример такой оснастки. Своими руками изготовить подобную конструкцию можно из отрезков стальных труб. Для их объединения в одно регулируемое приспособление следует к каждой стороне приварить шпильки с отверстиями, в которые будет закручиваться винт. Для большей надежности фиксирующие дополнения стоит предусмотреть с двух противоположных сторон.

Как сделать струбцину для быстрого зажима?

Есть несколько вариантов изготовления моделей с моментальным захватом, но самое простое по технике исполнения и в то же время эффективное решение - применить комбинацию и деревянной направляющей оснастки. В данном случае конструкция с ручкой от пистолета даст оптимальное усилие прижима, а рейки выступят основой, на которой будет производиться регуляция глубины зажима. Как правило, своими руками быстрозажимная струбцина выполняется с сердцевиной в виде бруска длиной 40-50 см, и двумя платформами, которые выполняют функцию фиксирующих губок.

Ход ключевой активной губки будет управляться как раз монтажным пистолетом, корпус которого также крепится к центральному бруску шурупами. Сила зажима зависит от характеристик пистолета, но в среднем она составляет 50-60 кг. Также струбцина быстрозажимная своими руками может быть выполнена с обратным амортизирующим блоком, который будет активироваться при нажатии на рычаг. В этом случае можно регулировать и глубину хвата, и силу крепления.

Заключение

Струбцина является незаменимым инструментом не только для профессиональных слесарей и плотников, но и в обеспечении нужд домашнего хозяйства. Например, те же самодельные струбцины с простой реечной конструкцией и двумя винтами могут применяться для временного удержания двух склеиваемых заготовок. Конечно, заводские модели отличаются и качеством исполнения, и возможностями самой организации зажима. При этом и стоят они недорого. Версии струбцин начального уровня доступны за 500-700 руб., а профессиональные многофункциональные устройства можно приобрести за 1500-2000 руб.

С помощью таких тисков очень удобно и надежно зажимать небольшие детальки. А для того, чтобы наш зажим при развинчивании гайки автоматически разжимался, то можно внутрь на болт, между створками петли надеть пружину. Ее не нужно брать очень мощную, для того чтоб без особого труда она позволяла зажимать нужные детали.

Для работы необходимо:
- небольшая дверная петля;
- болт;
- гайка-«барашек»;
- отвертка;
- плоскогубцы.

Зажим своими руками делается достаточно просто. Мы берем дверную петлю, в которой должно быть по 3 отверстия с каждой стороны. Соединяем оба ее края и одну дырку рассверливаем под болтик, если у вас нет маленького, который сможет подойти под уже имеющиеся отверстия.

Вставляем болт в подготовленное для него отверстие и с другой стороны зажимаем гайкой-«барашком». Чтобы зажатие предметов было максимальным, можно воспользоваться отверткой и плоскогубцами.

Самый элементарный зажим из подручных материалов готов.

Теперь можно провести его испытания, для этого возьмем два материала, которые нам необходимо склеить. Наносим на их поверхности клей, прикладываем друг к другу. Затем раскрываем наш зажим, вставляем туда склеиваемые материалы и при помощи гайки-«барашка» и болтика зажимаем. Затягиваем при помощи плоскогубцев и отвертки. Теперь ждем, пока застынет клей.

Откручиваем гайку-«барашек» от болта теми же инструментами и проверяем, насколько крепко клей держит склеиваемые материалы.

За сотни лет, что человек занимается обработкой древесины и изготовлением из неё различных изделий, кажется мастера перепробовали все возможные инструменты и приспособления. Между тем создание всевозможных устройств продолжается и в наши дни. Вероятно, что все это уже было кем то придумано в прошлые годы, но каждый мастер старается сделать приспособления подходящие именно ему.

Деревянные рамки для картин или фото сжимают при склеивании, наверное сотнями различных способов. Я сам на вскидку могу предложить как минимум десяток вариантов, вот одно из приспособлений для этой работы от Уайта Майерса, сайт Workbench .

Ленточные стяжки используют чаще всего для сжатия при склейке квадратных или прямоугольных изделий. Таких как стулья, табуретки, коробки и небольшие столики. Использование этого механизма удобно тем, что можно сжимать сразу все изделие, промазав клеем и собрав ножки, царги и проножки стула. Но вот при склеивании деревянных рамок, ленточная стяжка в обычном виде не походит. Дело в том, что при сжатии невозможно выдержать углы точно под 90*, из за неравномерности стягивания.

Для того, чтобы применить ленточную стяжку при сборке рамок, нужно изготовить четыре угловых блока. Блоки имеют внешнюю закругленную кромку, что помогает равномерно сжимать изделие и выпиленный внутренний угол, точно под 90*. В точке начала угла обязательно надо высверлить отверстие, чтобы исключить прилипание рамки к блокам. Еще варианты зажима для рамки в статье .

Зажим для мелких деталей

Каждый мастер работающий с деревом использует для обработки деталей шлифовальные диски и шлифовальные барабаны. Иногда приходится обрабатывать большое количество мелких деревянных деталей. Удержать их в руке бывает затруднительно, к тому есть риск руками зацепить барабан.

Для изготовления зажима понадобится два деревянных бруска длиной 150-200 мм. и сечением 30/15 мм. . Бруски можно изготовить распилив на две части круглую заготовку диаметром 30 мм. . По центру брусков засверливаются отверстия под прижимной болт с барашком и несколькими шайбами.

Во время работы сразу устанавливается необходимый зазор между площадками, а сжатие производится с помощью деревянного клина в хвостовой части. Процесс происходит быстро и просто, вставляем деталь, задвигаем клин и работаем. Вытаскиваем клин, меняем деталь и опять зажимаем клином.

Вопрос о том, как изготовить цанговый зажим своими руками, актуален для тех, кто занимается ювелирным делом, гравировальными работами или изготовлением печатных плат и использует такую оснастку. Именно специалисты данных категорий чаще всего сталкиваются с поломкой цангового зажима, который можно заменить на новую серийную модель либо изготовить своими руками.

Существует несколько вариантов изготовления цангового патрона своими руками, каждый из которых отличается определенными нюансами. Однако по какой бы методике ни был изготовлен самодельный зажим, его цена будет выгодно отличаться от стоимости серийной модели.

Самодельная цанга-муфта простейшей конструкции

Простейшая цанга, работающая по принципу соединительной муфты, может быть изготовлена из стальной проволоки диаметром 1 мм. Следует иметь в виду, что цанга предложенной конструкции не является универсальным зажимным устройством и может быть использована только для сверл одного диаметра. При этом важно, чтобы поперечный размер применяемых сверл максимально точно соответствовал диаметру выходного вала приводного электродвигателя. Кроме того, важно учитывать, что использовать такой цанговый зажим можно только при сверлении материалов, обладающих невысокой вязкостью.

Для изготовления цанговой муфты предложенной конструкции потребуются следующие расходные материалы, приспособления и инструменты:

• цилиндрическая болванка из металла, диаметр которой соответствует диаметрам выходного вала электродвигателя и сверла;
• проволока из стали;
• электрический паяльник;
• флюс для пайки.

Сам процесс изготовления цангового патрона для микродрели выполняется по следующему алгоритму:

• Проволока наматывается на болванку таким образом, чтобы сформировалась жесткая пружина. Важно, чтобы витки пружины располагались как можно ближе друг к другу.
• Готовую пружину, не снимая с болванки, тщательно пропаивают.

Одним концом такая цанга-муфта надевается на вал приводного электродвигателя, а в отверстие в ее свободном конце вставляется используемое сверло.

Простейший цанговый может быть изготовлен своими руками и в другом конструктивном исполнении. Конструкция такого патрона, себестоимость изготовления которого будет очень низкой, состоит из двух половинок, скрепленных винтом. На внутренней поверхности каждой из таких половинок протачиваются цилиндрические желобки, которые при затягивании винта обеспечивают фиксацию как зажима на валу приводного электродвигателя, так и применяемого инструмента. Решив изготовить такой цанговый зажим своими руками, имейте в виду: для того чтобы он работал корректно, перед началом его использования следует обязательно выполнить балансировку.

Кулачковый патрон для микродрелей как альтернатива цанговым зажимам

Чтобы не задумываться над тем, как сделать цанговый патрон или зажим своими руками, можно приобрести для оснащения своей микродрели кулачковый патрон. Такой зажим является аналогом кулачковых патронов, используемых для комплектации обычных электродрелей, и работает по схожему принципу. При вращении подвижной обоймы на корпусе такого устройства кулачки, которыми оно оснащено, сдвигаются и тем самым обеспечивают надежную фиксацию инструмента.

Для оснащения микродрели сегодня предлагается большое разнообразие недорогих кулачковых зажимов. Преимущественное большинство их моделей фиксируется на валу приводного электродвигателя при помощи резьбового отверстия на боковой стороне посадочной части, в которое вкручивается винт. Вращение обоймы кулачкового зажима в зависимости от конкретной модели может осуществляться как вручную, так и при помощи специального ключа, который обязательно присутствует в заводском комплекте данного устройства.

Приобретение кулачкового патрона – это хорошая возможность за небольшие деньги оснастить свой электроинструмент универсальным зажимным устройством, удобным в использовании и обеспечивающим надежную фиксацию рабочих насадок. Главное, на что следует обращать внимание при выборе, – это материал, из которого изготовлены основные рабочие элементы зажима. Если выбрать патрон, кулачки которого сделаны из прочной высокоуглеродистой стали, то он прослужит значительно дольше и будет обеспечивать точную фиксацию используемого инструмента.

Эксцентриковый зажим является зажимным элементом усовершенствованных конструкции. Эксцентриковые зажимы (ЭЗМ) используются для непосредственного зажима заготовок и в сложных зажимных системах.

Ручные винтовые зажимы просты по конструкции, но имеют существенный недостаток - для закрепления детали рабочий должен выполнить большое количество вращательных движений ключом, что требует дополнительных затрат времени и усилий и в результате снижает производительность труда.

Приведенные соображения заставляют, там где это возможно, заменять ручные винтовые зажимы быстродействующими.

Наибольшее распространение получили и .

Хотя и отличается быстродействием, но не обеспечивает большой силы зажима детали, поэтому его применяют лишь при сравнительно небольших силах резания.

Преимущества:

• простота и компактность конструкции;
• широкое использование в конструкции стандартизованных деталей;
• удобство в наладке;
• способность к самоторможению;
• быстродействие (время срабатывания привода около 0.04 мин).

Недостатки:

• сосредоточенный характер сил, что не позволяет применять эксцентриковые механизмы для закрепления нежестких заготовок;
• силы закрепления круглыми эксцентриковыми кулачками нестабильны и существенно зависят от размеров заготовок;
• пониженная надежность в связи с интенсивным изнашиванием эксцентриковых кулачков.

Рис. 113. Эксцентриковый зажим: а - деталь не зажата; б - положение при зажатой детали

Конструкция эксцентрикового зажима

Круглый эксцентрик 1, представляющий собой диск со смещенным относительно его центра отверстием, показан на рис. 113, а. Эксцентрик свободно устанавливается на оси 2 и может вращаться вокруг нее. Расстояние е между центром С диска 1 и центром О оси называется эксцентриситетом.

К эксцентрику прикреплена рукоятка 3, поворотом которой осуществляется зажим детали в точке А (рис. 113, б). Из этого рисунка видно, что эксцентрик работает как криволинейный клин (см. заштрихованный участок). Во избежание отхода эксцентриков после зажима они должны быть самотормозящим и. Свойство самоторможения эксцентриков обеспечивается правильным выбором отношения диаметра D эксцентрика к его эксцентриситету е. Отношение D/e называется характеристикой эксцентрика.

При коэффициенте трения f = 0,1 (угол трения 5°43") характеристика эксцентрика должна быть D/e ≥ 20 ,а при коэффициенте трения f = 0,15 (угол трения 8°30")D/e ≥ 14.

Таким образом, все эксцентриковые зажимы, у которых диаметр D больше эксцентриситета е в 14 раз, обладают свойством самоторможения, т. е. обеспечивают надежный зажим.

Рисунок 5.5 - Схемы для расчета эксцентриковых кулачков: а – круглых, нестандартных; б- выполненных по спирали Архимеда.

В состав эксцентриковых зажимных механизмов входят эксцентриковые кулачки, опоры под них, цапфы, рукоятки и другие элементы. Различают три типа эксцентриковых кулачков: круглые с цилиндрической рабочей поверхностью; криволинейные, рабочие поверхности которых очерчены по спирали Архимеда (реже – по эвольвенте или логарифмической спирали); торцевые.

Круглые эксцентрики

Наибольшее распространение, из-за простоты изготовления, получили круглые эксцентрики.

Круглый эксцентрик (в соответствии с рисунком 5.5а) представляет собой диск или валик, поворачиваемый вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на величину А, называемой эксцентриситетом.

Криволинейные эксцентриковые кулачки (в соответствии с рисунком 5.5б) по сравнению с круглыми обеспечивают стабильную силу закрепления и больший (до 150°) угол поворота.

Материалы кулачков

Эксцентриковые кулачки изготавливают из стали 20Х с цементацией на глубину 0.8…1.2 мм и закалкой до твердости HRCэ 55-61.

Эксцентриковые кулачки различают следующих конструктивных исполнений: круглые эксцентриковые (ГОСТ 9061-68), эксцентриковые (ГОСТ 12189-66), эксцентриковые сдвоенные (ГОСТ 12190-66), эксцентриковые вильчатые (ГОСТ 12191-66), эксцентриковые двухопорные (ГОСТ 12468-67).

Практическое использование эксцентриковых механизмов в различных зажимных устройствах показано на рисунке 5.7

Рисунок 5.7 - Виды эксцентриковых зажимных механизмов

Расчет эксцентриковых зажимов

Исходными данными для определения геометрических параметров эксцентриков являются: допуск δ размера заготовки от ее установочной базы до места приложения зажимной силы; угол a поворота эксцентрика от нулевого (начального) положения; потребная сила FЗ зажима детали. Основными конструктивными параметрами эксцентриков являются: эксцентриситет А; диаметр dц и ширина b цапфы (оси) эксцентрика; наружный диаметр эксцентрика D; ширина рабочей части эксцентрика В.

Расчеты эксцентриковых зажимных механизмов выполняют в следующей последовательности:

Расчет зажимов со стандартным эксцентриковым круглым кулачком (ГОСТ 9061-68)

1. Определяют ход h к эксцентрикового кулачка, мм.:

Если угол поворота эксцентрикового кулачка не имеет ограничений (a ≤ 130°), то

где δ - допуск размера заготовки в направлении зажима, мм;

D гар = 0,2…0,4 мм – гарантированный зазор для удобной установки и снятия заготовки;

J = 9800…19600 кН/м – жёсткость эксцентрикового ЭЗМ;

D = 0,4...0,6 hк мм – запас хода, учитывающий износ и погрешности изготовления эксцентрикового кулачка.

Если угол поворота эксцентрикового кулачка ограничен (a ≤ 60°), то

2. Пользуясь таблицами 5.5 и 5.6 подбирают стандартный эксцентриковый кулачок. При этом должны соблюдаться условия: Fз ≤ F з max и h к ≤ h (размеры, материал, термическая обработка и другие технические условия по ГОСТ 9061-68. Проверять стандартный эксцентриковый кулачок на прочность нет необходимости.

Таблица 5.5 -Стандартный круглый эксцентриковый кулачок (ГОСТ 9061-68)

Обозначение	Наружный эксцентрикового кулачка, мм	Эксцентриситет,	Ход кулачка h, мм, не менее
			Угол поворота ограничен a≤60°	Угол поворота ограничен a≤130°
Примечание: Для эксцентриковых кулачков 7013-0171…1013-0178 значения Fз мах и Ммах вычислены по параметру прочности, а для остальных – с учетом требований эргономики при предельной длине рукоятки L=320 мм.

3. Определяют длину рукоятки эксцентрикового механизма, мм

Значения M max и P з max выбираются по таблице 5.5.

Таблица 5.6 - Кулачки эксцентриковые круглые (ГОСТ 9061-68). Размеры, мм

Рисунок - чертеж эксцентрикового кулачка

Эксцентриковый зажим своими руками

Видео подскажет как сделать самодельный эксцентриковый зажим, предназначенный для фиксации заготовки. Эксцентриковый прижим, изготовленный своими руками.