2015年6月8日 星期一

螺絲、鑽孔、攻牙

螺絲有分英制及公制,一般常用的是公制例如M4螺絲,M5螺絲
英制雖然叫作英制,其實它用的是美式單位: 英吋,網路上有對照表,這邊就不討論

而螺絲又分很多種,常見的有:
1. 扁頭
 2. 內六角
  3. 外六角
還有很多種,包含Washer(華司、墊片),這邊就不囉嗦了,網路上都查的到
這邊想說明的是如果你在畫圖時要如何開出適合的洞。


以M8為例,M8的螺絲,表示螺絲的直徑部份是8mm,不是頭而是長的有牙部份的直徑。
如果要開M8的孔在工件上,首先先確認你的螺牙的角度是1.25還是1.0的,這個因為太小了,通常會去合牙規(也就是一條很長的板子,上面有公制英制的公母牙讓你去鎖,確定到底是哪一個大小)。

再來看你要開要攻牙的孔或是直通孔,如果是你之後要攻牙的話,就先開6.8mm/7.0mm的孔,因為要留1mm左右的"肉"讓螺絲可以咬住。

如果是要直直的讓螺絲穿過去,那就看最右邊那幾欄,8.4mm算是剛剛好可以穿過,不會太卡,9.0mm就非常鬆了,10.0mm....BJ4

還要考慮墊片跟螺帽的大小,如果有需要的話,一樣要記得留大一點點讓他可以穿過

如果是3D列印,可以想辦法藏螺絲省料又美觀
中間的四個孔就保留了墊片的大小,再加挖了螺絲跟墊片的深度,讓上蓋可以密合

3D列印小常識

1. 因為是從底下一層一層往上印的,一般來說左右的強度會比上下強,翻好角度再印吧!
因為這個物件會是這樣固定在牆上,然後下面又鎖著5公近左右的重物,長期下來可能會被接開,GG
改以這個方式列印可以取得較好的垂直強度,畢竟水平方向沒有拉扯

2. 如果中間有一小段空洞,或者一開始是空洞,中間才有料,記得選取列印支撐,有兩種模式,其實都試過一次就知道下次該選什麼了
像這個零件中間是空的,如果沒印支撐,到開始印中間的部份就會爛掉。左邊的Support type點開,中間有2種支撐的選項

3. 在不影響的情況下,多開洞或是削掉沒必要的地方,可以節省材料
上圖的中間上面,會有一個預估列印時間跟用多少材料,可以依此估算這個print要花多少錢

4. 一次印2個以上可能會省成本,但是也有可能杯具...
不管在任何情況,請在列印開始的前10分鐘稍微盯一下,如果底印爛的,有很大的機率會杯具。如果在以下的情況更需要注意:
(1) 印2個以上,因為它還是兩個同時從底開始印,如果其中一個砸了,會牽拖到另外一個
(2) 新的材質,特性不同可能容易黏住噴頭導致杯具,EX: 尼龍
(3) 底盤的膠上太多的時候,可能會導致印好拔不下來

MQL system是什麼?

Minimum Quantity Lubrication: 最小量的潤滑
所以這個系統的好處有: 
1. 環保
2. 好清潔
3. 經濟

CNC銑床加工鋁材時大多數採用的潤滑油為太古油,跟一般炒菜油看起來差不多,但是顏色深一點。使用前以1:20水(大概)的比例混合,然後整桶會變成乳白色帶點藍綠,滿神奇的

但是也因為很水很稀,在銑刀高轉時一定會噴的到處都是,如果機台不是全罩式的,一定會清到靠X

當然老一輩的還是覺得太古油效果好,畢竟他們用了幾十年,一時難以接受新的東西

MQL可以用植物油,一開始我們到化工材料行買蓖麻油(Caster Oil)來作測試,500ml一罐 $65。粗估8小時工作的使用量大概是1/3,也就是165ml左右,花費$21元。而且不會噴的到處都是,因為主要是加壓空氣混合加壓油,如果加上電磁閥控制會更省

太古油一大桶要3000~4000元,雖然混水之後花費也不大,可是太古油混水之後持續運轉個幾個禮拜沒問題,如果幾天都沒用會整個臭掉,這也是一個滿大的缺點。不過效果真的沒話說

如果有興趣可以google看看,至少有2家公司已經有在賣整套產品,只是自己DIY的當然比較爽阿。找2個閥、2個壓力表和B&Q藍色濾水筒,再來就是一些空壓管,三通等等小東西。一開始我們的油氣混合方塊是自己用CNC作的,不過效果沒有很好,後來剛好看到JETON公司有出噴霧裝置,還有針閥可以精確的調整比例,再加上噴嘴有萬向接頭,就直接買一組來試用囉

整個DIY過程中,沒想到針閥跟電磁閥那麼難找,大部份不符合我們油氣混點因用途,或者是沒有那麼小規格的產品。其實在露天拍賣有找到一些,只是網路的東西看不到實品及規格不清,考量後先放棄,以買的到的先湊合著用

之後可以改進的地方: 
1. 改用椰子油,蓖麻油的味道有些人不喜歡,椰子油比較貴一點不過也更環保
2. 加上電磁閥可以更靈活
3. 左邊再加一支噴頭以避免死角

MQL影片:
少到幾乎沒有看到油,而且他的工作環境跟台灣大多數工廠很像,廠房空間不大,常常旁邊也堆滿東西,如果噴的到處都是,乾脆不清了

太古油影片:

只能說是一團糟,而且這刀還是小的,如果是面銑刀的話真的噴的到處都是

3D 列印的強大

在作MQL系統的時候,第一次接觸到3D列印,作了幾個架子來固定這個Diy的工具,體驗到了3D列印的厲害

MQL: Mininum Quantity Lubrication,一種用於金屬切削時的冷卻潤滑系統,下篇再詳細介紹


油壺是採用B&Q的濾水器用單罐($250),便宜好用,最大好像可以承受200psi。上蓋預留4個有肉的孔即是讓你當鎖點用的,但是要自己攻牙(M4)。想當然市面上是沒有適用的架子,這時只好自己畫一個
一個很簡單的L型架,下方4個M4孔,上方因為沒有限制所以用M8。如果只是一個單純的L,轉折處會產生應力集中造成斷裂,所以中間加上圓角強化

再來因為上面有一些管線跟閥體需要固定,所以設計一組上下蓋

組合圖,原本設計上下蓋是不同的兩件,因為上蓋中間只需要開一個洞,下蓋要留4個M4孔,所以分成兩件設計。後來決定將兩件作成一模一樣開5個洞,只要印兩次一樣的東西就好了,也可以省材料

油壺有了支架,噴嘴也需要一個支架固定,左下角的凹槽就是噴嘴前的油氣混合方塊的鎖點,因為怕孔的誤差太大,所以乾脆不開孔,印出來再攻牙,右邊則是固定在機器上的M12孔


右邊是第二板,因為M12孔的誤差過大,所以重新設計第二版順便改良其它地方。這次有加2個鎖孔還有washer槽但還是不準,印出來還是需要擴孔,順便削了一塊沒用的地方和加圓角


組合起來像這個樣子,目前使用上還ok,還是有些地方可以改良

3D列印最厲害的就是可以在一天以內打造出樣品,甚至作出好幾版,如果你要以傳統方式製作的話,最少要1~2個禮拜,而且量太少還沒有工廠願意作,成本也高出許多,造成你要在每次設計時考慮的非常多以避免浪費

再來如果是金屬切削,一般是講求越少的加工越好,比如說一開始那塊L型支架,如果可以鑽8個孔再折成L型就結束了。可是以3D列印的思維,可以多開孔減少材料更好,四周如果可以導圓角,不止減少材料還可以避免刮手,這是其中可以多加考慮的地方