Проекты Фаблаб Политех

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск

ЦТТМ > Фаблаб Политех > Проекты Фаблаб Политех

Техническое задание на конструирование установки

Корпусная часть и механика

Каркас установки с ящиком под емкость для нагрева электролита
Установка для ЭПП в сборе
Рабочая зона установки сверху
Рабочая зона установки снизу
Теплый резервуар с соляным раствором (с погружным термометром)
Мой электрический шкаф
Схема компоновки шкафа
Отполированная поверхность струйным методом (сталь 12Х18Н10Т)

На первом этапе требовалось сконструировать оборудование, удовлетворяющее следующим критериям:

  • Габариты не должны превышать 1000х500х1500;
  • Установка должна предусматривать электро- и влагозащиту;
  • Рабочая зона должна быть эргономичной и просматриваемой;
  • Рабочая зона должна быть герметичной и вентилируемой;
  • Предусмотреть контроль температуры рабочей жидкости;
  • Компоненты в рабочей зоне должны быть инертны к воздействию соляных растворов и горячей воды;
  • Объем емкости для электролита не менее 20 литров;
  • Производительность насосного оборудования 3-5 л/мин;
  • Регулировка напора в главной магистрали;
  • Нагрев 20 литров электролита до Т=80оС должен занимать не более 60 минут;
  • Стол из токопроводящего, коррозионностойкого материала;
  • Обеспечить безопасный подвод высокого напряжения;
  • Подача электролита должна осуществляться вертикально вверх, для получения стабильного пятна контакта;
  • Экономичность.


В результате была спроектирована установка для проведения процесса ЭПП. Каркас выполнен из деревянного бруса, скрепленного на саморезы, дополнительно покрыт в три слоя специальным лаком. Перекрытия, дверцы и утепленный ящик для емкости с электролитом выполнены лазерной резкой из фанеры толщиной 6 мм. Рабочая зона плотно закрыта листами 2-хмиллиметрового оргстекла. Верхняя крышка выполнена съемной, в ней устроено отверстие под вентиляционную трубу. Стол установки выполнен из акрила толщиной 8 мм, к нему через стеклотекстолитовую прокладку присоединен алюминиевый диск, выполняющий роль токоподвода к заготовке.
В бочке объемом 50 литров установлен ТЭН с реостатом мощностью 1,5 кВт. Через армированный шланг соляной раствор поступает в нагнетающий насос (установлен стандартный насос от стиральной машины). Насос подает жидкость под давлением в главную и сливную магистрали. На обеих магистралях установлены шаровые краны, регулируя которые можно управлять напором струи жидкости на выходе.
Патрубок вентиляционной трубы диаметром 100 мм присоединяется к циркуляционному вентилятору в помещении, где находится установка. Герметичность рабочей зоны обеспечивается магнитной фиксацией основной двери рабочей камеры.

ЧПУ-система

ЧПУ-система станка находится на стадии сборки и скорее всего претерпит изменения. Она выполняет перемещения по трем осям (X, Y, Z) в габаритах 300х200х140. Спроектирована система таким образом, что бы обеспечить наибольшую жесткость в своем геометрическом центре, т.к. подвод напорной магистрали решено (в целях удобства) производить снизу. Из-за ограниченного бюджета система выполнена с помощью ременных передач. Это не дает высокой точности проектируемого оборудования, но на первоначальном этапе это не критично.

  SW CNC.png

Электроника: Двигатели Nema 17 (+ драйверы к ним) с моментом 4 кг х см, Arduino Mega, RAMPS 1.4, 3 концевых выключателя и ИП на 12V и 10А (взял блок питания от компьютера).

Электрика

Самый сложный раздел. Мне посчастливилось, что в моем распоряжении оказался почти готовый электрический шкаф, я лишь довел его до ума. От себя могу сказать, что если вы заходите собрать свой шкафчик, то вам нужен регулируемый трехфазный трансформатор мощностью примерно 7-10 кВт и, самое главное, мощная батарея конденсаторов. Ну и выпрямители, естественно. Вдаваться в подробности не буду, однако слева вы увидите фото моего шкафа, схему к нему. Вот описание элементов:

  1. Силовой трансформатор
  2. Двигатель регулировки напряжения
  3. Блок управления регулировкой
  4. Щеточная система
  5. Выпрямительные диоды
  6. Батарея конденсаторов
  7. Амперметр
  8. Кнопки управления
  9. Вольтметр постоянного тока
  10. Вольтметр переменного тока
  11. Автомат питания
  12. Технологическая часть установки
  13. Шкаф электромеханический
  14. Переключатель

Результаты

Первые результаты по струйному полированию (проводились в декабре 2015 года) показывают, что метод работает отлично. За 30 секунд поверхность полируется до зеркального блеска (Ra0,1-0,3). На фото видно отражение камеры в пятне полировки.

               07966.jpg

Замечено, что возможна не только полировка, но и размерная обработка заготовок, что открывает дополнительные перспективы использования струйного полива. В планах найти завод, специализирующийся на производстве штамповой оснастки, и взять опытные образцы для проведения исследований.

Автор

Студент 5 курса Политехнического института: Зарубин Денис
По всем вопросам и материалам: zarubinden@gmail.com

Реализованные проекты

Машинка Arduino

В процессе разработки

Идеи проектов

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Проекты_Фаблаб_Политех&oldid=39863»