Вплавляем гайки правильно!

Приветствую уважаемое сообщество!

Давненько ничего не писал здесь, т.к. не было подходящей темы. Все стандартно: печатаем, моделим…

Но, желание сделать различные сборные печатные конструкции более удобными заставил изучить эту смежную с 3D печатью тему.

Вплавляемые гайки. По-тамошнему: heat insert nut.

О чем речь: Вплавляемые гайки – цилиндрические втулки, обычно латунные, с внутренней резьбой и внешней поверхностью с накаткой и проточками. Используются там, где приходится часто разбирать изделия на части: крышки, съемные элементы, половинки корпусов и т.п. Вариантов масса. Устанавливаются в пластиковые детали «на горячую». Под монтаж делается отверстие, обычно меньше, чем внешнее тело гайки. Пока гайка горячая ее вставляют в отверстие, и пластик затекает по внешней накатке и в проточки на ее корпусе. После остывания пластик держит гайку намертво. Металлическая резьба в соединении прочнее, выдерживает значительную нагрузку, при этом позволяет многократно повысить количество сборок-разборок, в отличие от вкрученных напрямую в пластик шурупов и винтов.

Операция установки простейшая. Гайка ставится на отверстие, в руки берется паяльник, которым она нагревается и продавливается в пластик. Но, есть одно, НО… Гайку, очень легко установить криво, ведь горячий пластик мягкий, как пластилин.

В итоге, очень часто деталь отправляется в брак, т.к. плоскость торца гайки, и соответственно ее резьба находится не под прямым углом к плоскости, куда эта гайка впрессовывалась. Входящий в нее винт, при закручивании не стоит прямо к плоскости разъема. И чем длиннее винт, тем меньше шансов собрать воедино конструкцию, особенно, если винтов много.

Почти всегда наклона гайки, особенно мелкой, типа М2, не видно глазом.

А гаек может быть много, и на установке любой из них есть шанс запороть всю деталь.

Испортив, таким образом, несколько деталей я задался вопросом «Кто и как эту беду побеждал?».

Здесь я расскажу про 2 опробованных варианта.

Первый - механическая приспособа, позволяющая устанавливать гайки строго перпендикулярно поверхности и в больших количествах, но требующая расходов на создание, а второй – лайфхак, требующий ноль финансовых вложений, но немного ловкости рук.

Оба способа работают и опробованы лично и не только мной. Мало того, их можно сочетать вместе.

Больше ни одной детали в брак из-за криво вставшей гайки!

Небольшое отступление для тех, кто совсем не в курсе, как паяльником загнать гайку в пластик.

Главное тут иметь необходимое жало. Оно легко должно входить в отверстие гайки. Как правило, стандартное, идущее в комплекте не очень хорошо подходит для этих целей.

Заранее скажу, что сейчас в огромном количестве продается куча сменных жал для китайских паяльников. Из них можно легко и на свой вкус напилить напильником и/или «дримелем» любые формы.

Главное соблюсти два правила:

1. Гайка должна свободно сходить с кончика жала, которым ее загоняют в пластик. Это надо проверить пока паяльник холодный.

Поэтому конусные наконечники(из комплекта паяльника), без доработки, как бы хороши не казались, часто не подходят. Гайку клинит на конусе жала, и при попытке убрать паяльник, гайка идет следом, и выходит обратно из детали с соплями пластика. Или приходится ее придерживать и срывать, что также не способствует ровности установки.

2. Жало паяльника не должно торчать из гайки. Наша задача прогреть гайку и пластик вокруг нее, а не расплавить пластик всюду. Выходящее снизу из гайки горячее жало плавит пластик быстро, но не там где надо и может легко его обуглить. Это крайне плохо. Пластик теряет свои свойства и становится хрупким, а то и вовсе рассыпается угольком.

Соблюсти простые правила не тратя времени(но тратя деньги) можно просто купив на любом маркет-плейсе, в том числе известном китайском, набор для паяльника, в который входит тело(устанавливается в паяльник) и несколько сменных резьбовых головок для вплавляемых гаек разных размеров.

Итак, станок.

Идея не моя. Была увидена в различных вариантах, но почему-то в русскоговорящем сегменте я подробного описания или видео не нашел.

Устройство представляет собой стойку из профиля 2040, хотя можно использовать любой удобный вам.

Профиль закреплен к основанию строго(!) под прямым углом.

По профилю ходят две каретки, соединенные между собой ремнем(или веревочкой, если хочется подешевле).

Ремень проходит через шкивы вверху стойки.

На одной каретке расположен кронштейн, в котором закреплен паяльник. На другой каретке ходит противовес.

Принцип работы прост:

1. Кладем деталь на основание.
2. Вставляем гайку заходной частью в подготовленное отверстие. Отверстие надо делать чуть больше диаметра заходной части гайки.
3. Нагреваем паяльник.
4. Опускаем паяльник до контакта с гайкой. И плавно жмем вниз.
5. Как только гайка встала вровень с поверхностью детали, отпускаем паяльник.
6. Паяльник под действием противовеса уходит плавно наверх и не мешает.
7. Подготавливаем новую гайку…

По фото, надеюсь, все понятно. Из неочевидного, с тем, с чем я столкнулся при сборке.

1. Перпендикулярность стойки. Перпендикулярность профиля. Иначе весь смысл теряется. Очень важно, чтобы отрез торца профиля был ровным. Или, если ровно отрезать не удалось, при помощи уголков выставить прямой угол между профилем и основанием.

Вместо профиля и вообще всей конструкции с каретками и кронштейнами, можно использовать, у кого есть, стойку для дрели. Только в зажим для дрели распечатать переходную деталь для установки паяльника.

Главное, чтобы стойка была перпендикулярна своему основанию, а то бывают, кривыми китайцами собранные.

2. Паяльник должен быть закреплен также перпендикулярно кронштейну-ручке, а он, в свою очередь, должен быть перпендикулярен профилю.

3. Все, что движется, должно двигаться на подшипниках. В принципе, каретки можно напечатать(у меня покупные). Уголки, колесики и шкивы тоже можно напечатать. Но подшипники ставить надо. Иначе сила трения может доставить неприятностей: дерганый ход, лишняя масса на противовесе и тп.

4. Высота профиля может быть любой, но мне хватило 400мм, из расчета, что я не печатаю физически детали выше(шире, длиннее) 250мм на моем Q1. Из расчета этого была выбрана высота между основанием и концом жала паяльника 280 мм.

5. Помните, что собранный агрегат надо где-то хранить, поэтому основание больше 300х200мм я также счел неразумным. Плюс, опять же, больше деталь – дороже стоит. Если говорить о покупке фанеры под основание. Профиля это тоже касается.

6. В качестве груза для противовеса можно использовать все, что угодно. Бутылку с песком или водой, свинцовый рыболовный груз, примотанный синей(! это важно) изолентой. Можно сделать наборный регулируемый груз из гаек или шайб большого диаметра на валу. Где-то в сети видел сгоревший NEMA мотор в качестве балласта. Я использовал мелкую свинцовую охотничью дробь. Удобно отмерять, чтобы добиться плавности хода. Высокая насыпная плотность.

Учтите, что слишком большой груз может вызвать резкий толчок устройства, а то и вовсе опрокинуть. Опрокидывающийся на вас горячий паяльник – не очень приятный момент.

Вместо противовеса можно использовать возвратную пружину на сжатие или растяжение. Минус пружины в том, что, чем больше ход паяльника от начальной точки, тем больше надо прилагать усилие, что не всегда удобно. Ну, и подобрать нужную пружину(жесткость, длина) с первого раза вряд ли получится, в отличие от насыпного противовеса.

7. С подбором дины ремня вопрос решился просто. Ремень с каждой стороны держится на трении между кареткой(ее пластиной) и печатной деталью. В печатной детали небольшой паз, шириной под ремень. В данном случае 10мм. При затяжке винтов ремень накрепко фиксируется по площади и не скользит. Т.о. я закрепил сначала один конец ремня, потом передвинул каретки в крайние для них положения и закрепил на ремне 2-ю каретку с корпусом противовеса, после чего ремень просто обрезал с другой стороны.

Со станком, думаю все понятно.

Простой способ.

Берем деталь с отверстием и вставляем туда гайку заходной частью.

Разогретым жалом вплавляем гайку так, чтобы часть гайки 1-2 мм осталось торчать.

Вот тут понадобится ловкость рук и дополнительное приспособление.

Приспособление представляет собой любой предмет с плоским, ровным и гладким торцом. Лучше, чтобы его можно было вращать пальцами, уперев плоскостью во что-то. Пластиковые предметы не подойдут. Надо чтобы поверхность держала высокую температуру. У меня это болт с обточенной на токарном станке головкой. Можно взять медицинскую гирьку с ровным плоским дном или что-то в этом роде.

Убираем паяльник от гайки.

Пока пластик мягкий и гайка горячая(! это ключевой момент) берем приспособление и плоской частью вдавливаем гайку заподлицо с поверхностью детали.

Не ослабляя прижим, производим несколько вращательных движений, разглаживая пластик.

Таким образом, даже если гайка стояла криво вначале, то она встает ровно и ее торец будет перпендикулярен поверхности детали.

Для получения лучших результатов хорошо комбинировать станок с ручным приспособлением. Станок позволяет не думать о том, куда деть паяльник. Ручное приспособление с плоской частью позволяет получить отличную, гладкую поверхность на детали.

Оба этих варианта дают аккуратный и строго перпендикулярный монтаж вплавляемых гаек в пластик.

На этом все.