Цанговые патроны для микродрели своими руками

Цанговый патрон своими руками: комплектующие и порядок изготовления

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.

Самодельный цанговый патрон, выточенный на токарном станке

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.

Самодельный зажим из проволоки

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 зажим для микродрели 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.

Самодельный зажим на основе цангового карандаша

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.

Миниатюрный кулачковый патрон обеспечит жесткую фиксацию рабочих насадок

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.

Цанговые патроны

Цанговый патрон – специальное приспособление, используемое для зажима инструмента при выполнении токарных, фрезерных, сверлильных и прочих операций связанных с обработкой металлических заготовок на основании технического задания (последовательности выполняемых операций, технологии обработки, прилагаемого эскиза изделия).

Виды и принципы действия зажимных патронов

Цанговые патроны используют в основном при обработке холоднокатаного прутка или других металлических изделий имеющих уже обработанную поверхность.

Конструктивно патроны можно классифицировать по функциональности:

• с неподвижным механизмом;
• с выдвижным механизмом;
• с втягиваемым механизмом.

Каждая конструкция имеет свои особенности. Подающий тип выполнен в виде стальной втулки с 3-мя разрезами образующими лепестки, которые обладают пружинящим эффектом.

Чертеж № 1 цанги главного шпинделя

Цанги типа F – зажимные главного шпинделя используются для закрепления обрабатываемого изделия.

Чертеж № 2 цанги противошпинделя

Цанги типа LN – противошпинделя производятся удлиненными, размер Е зависит от типоразмера.

Чертеж № 3 цанги типа R

Типа R – являются цангами тянущего типа.

Чертеж № 4 цанги типа Т

Типа Т – зажимные.

Чертеж № 5 цанги BF

Цанга, подающая типа BF — предназначена для подачи прутка.

При установке на станке подающая цанга по резьбе крепится на трубу с помощью, которой подается в рабочую зону. Необходимо учитывать конструктивную особенность – размер и форму цанги, которая в обязательном порядке должна соответствовать профилю обрабатываемого прутка.

В ходе подготовки к обработке пруток продвигается через лепестки, которые за счет конструктивных особенностей плотно удерживают заготовку. В ходе обработки при подаче заготовки за счет вращения увеличивается сила сцепления между лепестками и изделием. Принцип действия зажимных элементов основан на усилении сцепления лепестков с обрабатываемой заготовкой при вращении рабочего механизма. Втулки, имеющие 3 лепестка, используются для обработки изделий до 3 мм, четыре – до 80 мм, шесть – свыше 80 мм. Обычно цанги имеют угол в вершине конуса равным 30º.

Цанги на вал 2 мм (0,1-3 мм) для микродерели

При обработке тонкого прутка используются цанги оснащенные пружинами, увеличивающими прижимную силу кулачков. При увеличении диаметра обрабатываемой заготовки применяются конструкции, оснащенные специальными вкладышами подбираемые по габаритам изделия. Цанговый зажим также используются при обработке с помощью сверла, фрезы или метчика. Втулка фиксируется в патроне с помощью гайки, а режущий инструмент непосредственно в цанге. При фиксации гайкой производится уменьшение внутреннего объема отверстия, где устанавливается заготовка тем самым, увеличивается сила удерживающая пруток в неподвижном состоянии.

Патроны данной конструкции имеют и свои недостатки. Прежде всего, должно выполняться требование совпадения хвостовиков используемого инструмента с характеристиками используемых цанг. На предприятиях наиболее широко используются цанги типа ER, составляющими наибольшее количество в общем объеме используемого инструмента.

При выполнении сложных работ по изготовлению изделий, используются различные цанги с указанием всех размеров и технологии выполнения рабочих операций, но часто приходится комбинировать оснастку или изготавливать своими руками необходимый цанговый патрон с требуемыми характеристиками.

Видео обзор токарного цангового патрона

Как самостоятельно сделать цанговый патрон

При изготовлении своими руками различных изделий возникают ситуации, когда имеющаяся в наличии оснастка не позволяет выполнить необходимые операции. Требуется изготовить цанговый патрон, отвечающий предъявляемым запросам с выполнением изделия согласно разработанному эскизу.

Все работы необходимо начинать с подготовки эскиза с проработкой всех необходимых деталей. Эскиз патрона позволяет учесть все особенности при изготовлении своими руками необходимой оснастки и зажимного механизма.

При изготовлении цанг своими руками необходимо учитывать несколько особенностей:

• внутренний диаметр цанги равен или меньше минимального диаметра детали;
• в цанге увеличение внутреннего диаметра возможно за счет расширения лепестков;
• для увеличения изготовления разводных цанг после разводки и повышения качественных характеристик необходима дополнительная шлифовка конической и направляющей части цанги;
• необходимо учитывать, что в ходе длительной работы теряется упругость лепестков цанг вследствие чего может произойти поломка.

Мини дрель своими руками

Для производства сверлильных работ на миниатюрных заготовках, обычно используют гравировальные машинки, так называемые «дремели». Название происходит от имени наиболее популярного производителя. Это удобный ручной инструмент, но его стоимость обычно высока (особенно это касается качественных брендовых изделий).

Самая распространенная область применения – любительское моделирование и производство печатных плат. Как правило, промышленный образец для таких работ избыточен: некоторые его возможности не востребованы. Поэтому домашние мастера часто создают инструмент своими руками.

Какие материалы нужны для создания мини дрели своими руками?

• Разумеется, электродвигатель. Питание желательно не более 12 вольт: как минимум, из соображений безопасности.
• Блок питания, по возможности с регулятором напряжения (для изменения количества оборотов вала).
• Корпус (в самых примитивных конструкциях можно обойтись без него).
• И вторая по важности деталь (после моторчика) – патрон для сверла.

Все, кроме электромотора можно изготовить самостоятельно. Хотя, стоимость остальных комплектующих настолько мизерна, что можно ограничиться лишь сборкой электроинструмента из готовых узлов.

Рассмотрим несколько опробованных вариантов

Полный аналог фабричного «дремеля»

Для изготовления понадобится моторчик с питанием 5V или 12V, который можно извлечь из сломанной детской игрушки, миниатюрного вентилятора, принтера, магнитофона, или просто купить на Aliexpress. Если дрель планируется использовать не только для сверления печатных плат, можно изготовить удобный корпус из полипропиленовой водопроводной трубы. Подбираем диаметр таким образом, чтобы мотор плотно держался за стенки. Вентиляция, как правило, проходит вдоль вала. Можно использовать пустую тубу из-под строительного герметика.

Торцевые заглушки выпиливаются из любого материала: например, ПВХ или акрила. Если двигатель достаточно мощный – зарядное устройство от старого мобильника не подойдет. Нужен запас по току хотя бы 3А (для 5 вольт). Хороший вариант – старый блок питания от компьютера (можно за копейки приобрести на радиорынке).

Совет: Из компьютерного блока питания можно сделать универсальный источник для домашней мастерской. Стабильное питание 5V с нагрузкой до 20 ампер, и 12V с нагрузкой до 8 ампер. Можно подключать и «дремель», и паяльник.

Цанговый патрон приобретается в магазине: отдел комплектующих для граверов и «дремелей». Если есть необходимость регулировки оборотов – можно изготовить схему самостоятельно, или приобрести готовый блок.

На иллюстрации китайский регулятор и блок питания от интернет-роутера (12V, 1,2A).

С помощью такого самодельного «дремеля» можно не только сверлить миниатюрные отверстия. Установив соответствующую насадку, вы сможете работать фрезой, шарошкой, или отрезным диском.

Дрель из зубной щетки

На первый взгляд – звучит абсурдно. Но речь пойдет об электрической щетке, внутри которой вполне надежный моторчик. Достаточно добраться до стального вала, на который одевается редуктор с вращающимися щетинками, и заготовка у вас в руках.

На вал одевается все тот же цанговый патрон, а вместо батареек устанавливаются аккумуляторы. Или можно приспособить подходящий сетевой блок питания.

Сверлить стены таким прибором не получится, а вот отверстия в печатной плате – запросто. В принципе, можно использовать любой компактный электроприбор, у которого удобно расположен вал двигателя. Например, старую электробритву.

Экономный вариант без корпуса

Переходим к созданию мини дрели с минимальными затратами. Не покупаем ничего, кроме собственно моторчика (хотя и его можно бесплатно найти в старой технике). Большинство компактных электродвигателей рассчитаны на постоянное напряжение 12 вольт. Под него и создаем блок питания.

Поскольку никаких дополнительных опций не будет (регулятор оборотов, стабилизатор напряжения), блок питания стабилизируется постоянной нагрузкой. Типичный 12 вольтовый микродвигатель работает с током, не превышающим 2 ампера. Простой расчет показывает, что мощность на выходе должна быть 24 Вт. Добавляем 25% на потери при выпрямлении, получаем трансформатор 30 Вт.

Чтобы получить 12 вольт под нагрузкой, с вторичной обмотки необходимо снять 16 вольт. Изготовить такой трансформатор можно за час, из любого ненужного блока питания. Далее – выпрямительный мост на любых диодах: например, 1N1007.

Нашему мотору ни к чему пульсации выпрямленного напряжения, поэтому на выходе подключаем электролитический конденсатор на 25 вольт емкостью около 1000 мкФ. Он будет сглаживать выходной ток. Несмотря на простоту, такой тандем работает устойчиво, с одним лишь недостатком: при повышении нагрузки напряжение падает. То есть, при равномерном вращении – блок питания выдает 12 вольт. А если вы сверлите «тяжелый» материал – надо следить за оборотами, не давая им опуститься. Иначе вал просто остановится.

Можно немного усложнить схему блока питания, добавив подходящий стабилизатор напряжения. Например, КР142ЕН8Б или L7812CV.

В этом случае падения напряжения при нагрузке на сверло не будет.

Далее нужно изготовить достаточно точный элемент конструкции – патрон для сверла. Не хотите тратить деньги на фабричный цанговый зажим – подойдет любая втулка. Все зависит от сферы применения мини дрели:

• Если вы будете сверлить только текстолит печатных плат – смена сверла не потребуется. Значит крепим его стационарно. Переходную втулку можно сделать из чего угодно: трубка от телескопической антенны, игла от медицинского шприца, стержень от гелевой авторучки.

Учитывая миниатюрность конструкции, никакие зажимы не нужны. Все можно закрепить клеем или скотчем.

• При универсальном использовании дрели, подразумевающим смену сверла или установку иных насадок, правильнее будет приобрести универсальный цанговый патрон.

• Можно использовать стандартный кулачковый патрон, установив его на вал с помощью переходной втулки.

Исполнение корпуса зависит только от вашей фантазии. Большинство мастеров оставляют «голую» утилитарную конструкцию: напряжение питания безопасное, размеры моторчика позволяют удерживать его в руках без корпуса.

Если хочется элементарной эстетики – вариантов множество: и все они условно бесплатны.

Самодельный инструмент не просто экономит финансовые средства. Его можно изготовить в точности под ваши задачи, в отличие от универсальных фабричных вариантов.

Как собрать мини-дрель или гравер своими руками

Основное преимущество, которым от стандартной продукции отличается собранная самостоятельно мини-дрель, заключается в компактных размерах и возможности получить электрооборудование без значительных затрат средств, сил и времени. Сделать такой самодельный инструмент легко у себя дома, поскольку для этого не нужны специальные навыки или сверхсложные приспособления. Чтобы получить высокооборотистую бормашину или другие устройства для изготовления поделок, домашний мастер должен только «дружить» с отверткой и пассатижами, уметь выполнять простые техоперации.

Инструкция по изготовлению дрели

При изготовлении небольших вещей, декоративных и других изделий компактная сверлилка, гравер и подобный ручной инструмент очень удобен, поэтому остается незаменимым в домашней мастерской. С помощью такого оборудования можно сверлить и обрабатывать изделия из дерева, пластика, текстолита и других прочных материалов. Понадобится микродрель и при сверлении печатных плат.

Для изготовления сверлильного оборудования выбирают подходящий патрон и корпус подходящих размеров (пластиковая емкость). Чтобы привести во вращение рабочие поверхности, нужно подобрать электрический моторчик и блок питания, для чего можно разобрать старый фен или другую электротехнику.

Чтобы узнать, как сделать мини-дрель, достаточно прочитать следующий перечень рекомендаций:

• Предварительно нужно закрепить патрон на валу электромотора, для чего понадобятся клеящие материалы («холодная сварка»), которые обеспечивают надежность соединения металлов.
• Работать придется очень аккуратно, поскольку клеящие материалы быстро схватываются, что исключает возможность устранить ошибки и подкорректировать соединение.
• После фиксации патрона его поверхность лучше покрыть специальным термоустойчивым клеем, что обеспечит плотность и прочность соединения.
• На корпусе заранее нужно проделать отверстие под выключатель (лучше кнопочный).
• Дрель будет более функциональной с механизмом реверса, который реализуют с помощью переключателя на шесть контактов.
• При подключении к электропитанию понадобится блок питания на 12 В или батарейка (2—3 штуки) под аналогичное напряжение.

Собрав в единую конструкцию из отдельных деталей мини-дрель своими руками, можно включать питание и сделать пробное сверление.

Сборка цангового патрона

Чтобы закрепить сверла в дрели, понадобится специальная цанга или патрон в виде переходного приспособления с зажимами для сверлильного инструмента. Крепят этот мини-патрон для дрели прямо на валу электромотора. Изготовленный своими руками цанговый зажим позволяет работать со сверлами диаметром от 0,7 до 3 мм. Чем тщательней и аккуратней собран этот элемент, тем точнее будет сверловка.

Важно правильно выбрать патрон, поэтому при невозможности найти подходящий вариант лучше взяться за его самостоятельное изготовление. Для этого не нужен токарный станок, потому что достаточно всего лишь подобрать винт и закрытую гайку с резьбой М8. При сборке патрона действуют в следующем порядке:

• Просверлить 2-миллиметровое отверстие в головке винта и в гайке.
• Сделать осевые пропилы ножовкой по металлу.
• Расширить отверстия сверлом 3,5 мм.
• Обточить гайку до получения конусообразной формы.

Собрав таким образом мини-патрон для дрели своими руками, можно приступать к его установке на дрель. Если необходимо, то подбирают подобные патроны под сверла любых диаметров.

Мини-бормашина своими руками

Бормашинки используют моделисты, домашние мастера и любители изготовления мелких деталей или декоративных элементов. Наличие гибкого вала в таком устройстве позволяет работать с самыми мелкими деталями и обрабатывать поверхности сложных форм (шлифовка, полировка, порезка, нанесение узоров). Собрать такую машинку также просто, как сделать дрель с мини-патроном под сверла диаметром до 3 мм. Для этого нужно найти главный компонент — электромотор на 18 В, который можно взять в шуруповерте или блендере.

Порядок действий будет следующий:

• Разобрать блендер, сняв верхнюю крышку и накладку, открутив крепежные болты.
• Вынуть из корпуса электросхему, кабель питания и часть, которая находится над вращателем.
• Снять наконечник на валу электромотора, удалить загрязнения с корпуса и вала.
• Подобрать патрон по размеру вала (наиболее точно замерить диаметр можно штангенциркулем).
• Закрепить микросхему и механизм включения/отключения.

Собранный инструмент можно подключить с помощью кабеля в обычную розетку. В качества источника питания подойдут и аккумуляторы или обычные батарейки, которые придется периодически заменять.

Гибкий вал для дремеля или микро-дрели

Передать вращение на сменные насадки можно с помощью такого приспособления, как гибкий вал, изготовленный из прочной витой проволоки с защитным металлическим покрытием. Для самостоятельной сборки этого устройства понадобится несколько простых вещей:

• трубка из латуни или меди;
• втулки с метрической резьбой М4 (2 шт.);
• металлический вал из 5-миллиметрового электрода (резьба М5);
• переходник на резьбу 0,75;
• мини-патрон для быстрой фиксации режущего инструмента;
• металлический зажим (болт М12 с отверстием по оси);
• защитное покрытие места соединения.

Чтобы собрать гибкий вал, в трубку помещают электрод и фиксируют его втулками. На одной из втулок нужно закрепить переходник с патроном, а на другой установить зажимное устройство для соединения с гибкой частью. После всех этих операций закрепляют защиту из латуни или меди. На патроне устанавливают пластиковую ручку на хомуте, что упрощает работу с инструментом.

Динамо-машина из привода принтера

Микро-динамо можно сделать самостоятельно, если разобрать отслуживший свое принтер. Такое портативное устройство сможет преобразовывать механическое вращение в электрическую энергию, которая возникает под действием магнитной индукции в замкнутом контуре. Эта самоделка позволяет получить в домашних условиях простейший генератор постоянного тока, который пригодится для запитывания мелких электроприборов, зарядки мобильных телефонов, планшетов и другой техники. Можно использовать небольшое динамо и для светодиодного освещения, велосипедного света с подключением к однофазной цепи.

Как и бор или микродрель своими руками, динамо-машину собирают из подручных средств, которые можно найти у себя дома. Примерный комплект выглядит следующим образом:

• электродвигатель;
• ременный привод;
• нескользящая рукоятка;
• основание из древесины или другого прочного материала;
• конденсаторы емкостью 10000 мкФ (4 шт.) и диод (1 шт.);
• провода, крепежи, металлический уголок.

Единственное условие для успешной сборки динамо — выбор подходящих по размерам и полностью рабочих компонентов. Все детали, которые нужны для этого, можно найти в любом домашнем принтере. Перед сборкой динамо-машины лучше заранее сделать чертеж и получить четкое представление о расположении каждого элемента.

Сборку устройства осуществляют в следующем порядке:

• Параллельно соединить конденсаторы.
• Фазы через диод вывести на электродвигатель, а нуль присоединить к нулю мотора.
• Закрепить устройство на основании.
• Установить шестерню с рукояткой.
• Натянуть приводной ремень.

При сборке конструкции и соединении контактов нужно учитывать полярность.

Микро-мотор в домашних условиях

Компактные электромоторчики используют моделисты и любители различных мелких поделок с электроприводом. Такое устройство представляет собой самый обычный электродвигатель постоянного тока с бессколлекторной схемой. Для изготовления этого прибора подойдет виброплощадка от мобильника, а в качестве вала можно выбрать тонкое сверло (до 0,29 мм), на которое в два слоя наматывают медную проволоку.

Порядок изготовления электромотора следующий:

• Покрыть обмотку эпоксидкой.
• Зафиксировать электромагнит.
• На электромагните закрепить фторопластовые втулки.
• Установить всю конструкцию под обмоткой.

Для полной готовности нужно смонтировать вентили и выполнить подключение с помощью пятивходного микрочипа.

Описание того, что можно сделать из дрели или старого принтера, поможет собрать в домашних условиях довольно сложные приборы, которые нужны мастерам, моделистам и просто любителям поделок. Зная, как сделать цанговый зажим своими руками или изготовить электромотор, можно значительно сэкономить, потому что все эти изделия делаются из отслуживших свой срок устройств и деталей. Все затраты сводятся только к выделенному на сборку времени.