Металл и 3D принтер

[Vitalij 3]

https://docs.google.com/document/d/1Dny7zoQv6hT9zf6Wdo_x1TJ_W4ixqtXtIb5pv-ZCyxs/edit?usp=sharing

 

 

Металл и 3D принтер

Сверление

Гравировка

Эрозионная и электрохимическая обработка

Эрозионная и электрохимическая обработка. Полярность

Для справок, немного подробностей:

Для проверки в домашних условиях

Для пластмассы

Проблема для гипоидных

Вариант для передач с косым зубом (может и гипоидная)

Задержка по времени импульса

Зубчатые муфты

Ссылка на текст

Не по теме, но что-то есть:

 

Металл и 3D принтер

3D принтеры рассматриваются в основном инструмент для обучения, и после учебы интерес и сфера применения уменьшается.

JG Maker — достойная альтернатива недорогим 3D-принтерам для начинающих

Материал дорогой, прочности и точности маловато. И для обучения годятся и 3D принтеры с минимальной стоимостью.

3D принтеры рассчитаны на минимальную нагрузку на привод. С этой точки зрения для металла этому удовлетворяет только сверление. 

Сверление

Повести, плавно начать сверлить, а дальше никуда не денется. остается проблема с калибровкой при пропуске тактов на шаговом двигателе. Если калибровать только вертикальное перемещение, то это может быть просто, периодически калиброваться на плоскости, определяя контакт сверла с металлом.

 Гравировка

Наклонно маленькую фрезу закрепить и потихоньку можно гравировать. Только с калибровкой больше проблем. При сбое можно получить брак. На производстве шаговые двигатели не любят, больше привод с датчиками угла поворота -  там не накапливаются ошибки.

 

Эрозионная и электрохимическая обработка

Вот в кино:

https://www.youtube.com/watch?v=rpHYBz7ToII

тоже на привод никаких нагрузок, все делает электричество, любой металл обрабатывается медной проволокой.

Эрозионная и электрохимическая обработка. Полярность

• Количество снятого металла зависит от полярности и длительности импульса. В электрохимической обработке тоже есть зависимость от полярности (катодная защита).

• Полярность это хорошо. Это просто реализуется. Интересный вариант с парой деталей и управляемая величина и полярность напряжения.

• Допустим вращаем две круглый заготовки и между заготовками, напряжение изменяется 10 раз за оборот. Приближаем заготовки, появляются искры, полярность определяется по углу поворота и со временем получим пару зубчатых шестерен.

• Вращение заготовок под любым углом и смещением осей вращения.

• Вопрос со временем и стоимостью обработки это нужно знать количественно. С учетом всего цикла проектирования, изготовления и эксплуатации всегда есть оптимальный вариант, причем с усложнением требований к передачам, преимуществ рассматриваемой технологии все больше.

• Изменять полярность можно по форме отличной от синусоиды, это и несимметричная форма зуба и смещение в паре шестерен. 

• Раз есть частота синусоиды, то напрашивается синусоиду немного исказить гармониками. 

• Причем все это останется в рамках решения при равномерном вращении шестерен. Если задать допустимую неравномерность вращения шестерен (особенно для тихоходных передач), то можно решить проблему скольжения, когда есть проблема выдавливания смазки с середины зуба.

• И это все только изменением программы, зависимость углов поворота от времени, форма напряжения.

• Здесь немного картинок для 2D.

• В программе есть два массива радиусов и есть массив углов поворота. Углы рассматриваем в области 20 градусов в зоне возможного контакта. массив радиусов сдвигаем по кольцу и получаем вращение шестерни.

• Удобно например вверху диаметр 100, внизу 50.

• Вверху 720 радиусов, внизу 360.

• Кольцевой сдвиг и нижняя провернется в два раза быстрее, дальше приближаем и …

• Заметил, что получим одинаковое расстояние между радиусами в двух шестернях, это на делительной окружности нулевое скольжение получим.

• Есть хороший оператор для варианта с 3D.

• Вообще то работаем с массивами точек, а если правильней нужно работать с пересечением радиусов. Дискретность еще нужно учитывать. Поэтому зазор нельзя сильно уменьшать и сближать тоже не резко, чтобы точки могли встретиться.

 

Часть программы:

 

import numpy as np

from scipy import spatial

import math

import cmath

import numpy as np

import scipy.spatial

 

 

 

ra=10000

r1 = np.zeros((ra,3), dtype=float)

r2 = np.zeros((ra,3), dtype=float)

 

 

for n in range(ra):

 

   r1[n,0]=0

   r1[n,1]=0

   r1[n,2]=0

 

   r2[n,0]=n+10

   r2[n,1]=n+n/10+10

   r2[n,2]=10+n

 

r2[777]=[1,1,1]

 

 

 

from scipy import spatial

 

d = scipy.spatial.distance.cdist(r2,r1)

d = scipy.spatial.distance.cdist(massiv_r1[540-15:540+15],massiv_r2[70:110])

 

 

 

mimimum=float(d.min())

mmm=d.argmin()

 

____

r22=np.roll(r22,-1)        Кольцевое вращение

 

 

Для справок, немного подробностей:

 

Наверное нужно в явном виде озвучить преимущества:

 

•  получаем сразу пару притертых шестерен

•  из оборудования только крутить по заданной зависимости от угла, причем без нагрузок на привод. И генератор импульсов конечно, это если гипоидную в гараже

•  никаких САПР, только задать, что требуется. Все нестандартные профили задаются в зависимости углов поворота от времени и зависимостью напряжения от угла поворота. 

• (несимметричный зуб, цилиндрический профиль вместо эвольвентного)

 

 

•  это можно сразу обозначить крамолу #1 (Дальше крамолы без нумерации)

• №1 Забыть слово эвольвента. И заменить заданием скоростей вращения шестерен. В простейшем случае - это равномерное вращение. Так и запишем вместо эвольвенты.

• И класс возможных профилей сразу расширяется.

• В эвольвентном профиле смазка убирается в середине зуба. Если для низкооборотных передач допустить немного неравномерность передачи, наверное можно за один контакт намазать смазку, а за другой контакт слизывать смазку.

 

• Была еще песня. Ты скажи, ты скажи, чё те надо, чё надо, может получится вырезать такой профиль зуба. Помочь только нужно подать необходимую форму и полярность для эрозионного станка.   

 

• чем сложнее требования, тем больше преимуществ и никаких расчетов, только задание, что должно быть.

• Тут можно вспомнить еще один инструмент, кусок пенобетона для выравнивания шпаклевки на автомобиле. С водичкой трешь в одну сторону по двери, постепенно принимает форму двери и все ровно. Вычисляет, режет, не парень - орел.

• Еще пример, вот управление на жесткой логике микросхем. Потом стали программирование запускать на машинах, даже в космос.

• если бы кто такое пробовал и сказал что лучше, что хуже, это другой вопрос. Специалистов можно понять, вращать это школьники могут освоить.

• программу набросал, один массив на 360 и второй 360.
  360 радиусов, их можно сдвигать и вращать.

• Между краями векторов строим еще вектор, как только он меняет направление, значит пересечение и укорачиваем.

• Перекрыли 0.1  а отгрызаем 0.01 каждый цикл. Так за 10 циклов отгрызет и успокаивается.

• Вращать две заготовки еще нужно и приближать. 

• Если бы еще задачу найти, когда только таким методом можно вырезать. Шевронный без центральной проточки.
  Косозубые и шевронные цилиндрические передачи.

• Тут и новые профили можно найти. Я собственно эвольвенту и не собираюсь измерять. Есть равномерное вращение  при равномерном контакте.

• Или для сита, чтобы все трясло,  наоборот нужно неравномерное вращение, задали и получили пару шестерен. Будет трясти без всяких эксцентриков.

 

• Это получается вроде решения дифференциальных уравнений. Результат - семейство кривых. Может на это решение выйти, может на другое. Раньше были вычислительные на воде, считали как бетон затвердевает во времени для гидростанций

• Если про будущий станок, главное вершину зуба не срезать, остальное просто дольше резать придется

 

Для проверки в домашних условиях

На звуковой карте формируем пилообразное напряжение, дальше усилитель колонок и строчный трансформатор. Пробовал в масле искра идет. Форма пилы дает полярность импульса.

 

Если для электролитических методов с солью, есть внешние звуковые карты, можно управлять постоянным напряжением для усиление и подачи на заготовки с целью электролиза. Или тиристоры с управлением по фазе импульса. 

 

Для пластмассы

Если есть просто 3D привод.

Обычный термопистолет без клапана.

Сверху направляющую трубочку для клеевого стержня и грузик.

Остается только управлять нагревателем и что-то можно получить. температуру можно считать по времени остывания и времени нагрева, по достижении температуры, включать привод.

Материал для клеящих стержней вроде дешевле чем для 3D принтеров.

Проблема для гипоидных

Это и проблема для передач с косым зубом.

 

Если на модели, то можно высчитать где контакт расположен по длине зуба и скорректировать положение вершины зуба.

 

На станке мы этого сразу не увидим, или ВЕБ камеру ставить или стимулировать положение искры по длине зуба. Тогда будем точно знать какую полярность подавать, чтобы не срезать вершину зуба. Тут главное не срезать вершину, остальное просто вопрос времени.

 

Получить модель гипоидной можно с учетом всех требований эксплуатации. Дальше изготовление на станке ЧПУ.

 

Если знать положение вдоль оси где проскочила искра, тогда можно вырезать и по рассматриваемой технологии.   

 

Вариант для передач с косым зубом (шевронная, может и гипоидная)

 

Вырезать по частям.

Плавно погружать в жидкость.

Искры только на поверхности жидкости, глубже уже вырезано и зазор большой.

Заготовки сближать встречно.

 

Одна заготовка вертикально к жидкости и в момент качания с жидкостью. там же и вторая заготовка - вырезаем почти на всю глубину.

 

Немного подвинули навстречу и сместили синусоиду по углу поворота, вершина зуба тоже сместится.

Так сдвигаем на всю длину зуба, это и шевронные колеса так можно изготовить с одной установки.

 

Тут с направлением оси могут быть проблемы. Это можно изготовить и ось перевернуть в другую сторону.

 

Если шагами сдвигать, могут быть ступеньки, дальше как обычно, притереть с подачей напряжений плюс или минус без зависимости от угла поворота. С электричеством быстрее притирается. И меньше мощности. При меньшей мощности второй электрод должен меньше изнашиваться.  

 

Косозубые и шевронные цилиндрические передачи.

 

Совпадение поверхности с искрой не обязательно, Это совпадение трудно удержать. Все может быть в глубине. Только двигаться по оси навстречу и обработанные поверхности должны быть на расстоянии.

 

Задержка по времени импульса

Если задержать влияние контакта импульса - неизвестно что получим. В автогенераторах получим расширение возможных частот которые могут схватиться.

 

В любом случае получим работоспособную передачу (может придется увеличить количество зубьев, чтобы не щелкали). Или ничего не получим кроме фрикционной передачи. 

 

Раз есть искра - есть контакт и будет передача усилия. КПД передачи это уже другой вопрос. И просто получим больше вариантов для выбора.  

Зубчатые муфты

Все остается в силе как для пары шестерен, так и для целой муфты, задал то что требуется -  получил. 

 

В муфтах любые сочетания смещения и наклон осей не интересны.

Если вначале измерить конкретные величины, можно изготовить передачу для конкретного случая. Закономерности износа тоже можно учесть при изготовлении. Получим более точную и долговечную передачу. 

 

Ссылка на текст 

Металл и 3D принтер

 

Не по теме, но что-то есть:

Zettelkasten: как один немецкий учёный стал невероятно продуктивным

 

[Vitalij 3]

7 часов назад, Vitalij сказал:

 

 

Изменено 11 июля 2020 пользователем Vitalij
Ошибка