Запрессовка "на горячую" патрона ER11 на вал шпинделя 5мм

[Stonerain]

Может кому будет полезно. Делюсь опытом для тех, кто балуется с хоббийной игрушкой CNC3018.
Получив из Китая пару более мощных шпинделей для станка - Шпиндели 775 и 795 на 288Вт, я озадачился напрессовкой с натягом на их валы нормальных патронов ER11 под вал 5мм. Патроны, гайки, цанги - все также было получено с Али, и естественно, пришлось начать думать о горячей запрессовке. Понял, что баловаться по-быстрому на весу с железкой, разогретой до 250-300 град не хочется, держать одновременно шпиндель, раскаленный патрон и кувалду я не смогу, решил скрутить небольшую оснастку. Вобщем, все получилось. Заодно попробовал снять патрон с вала обратно, тоже методом нагрева. Тут оснастка оказалась более мудреная, но тоже все получилось.
В итого вся процедура концептуально выглядит примерно так:
1. Закрепить шпиндель вертикально, опереть его на выступающий сзади конец вала, чтобы при усаживании патрона удары приходились на вал, а не на подшипники. Добавил лунки под клеммы контактов - чтобы не смялись.
2. Используя свободно болтающийся патрон из комплекта станка, позиционировать направляющую патрона, совмещая патрон и вал.
3. Надеть на вал картонку, обеспечивающую зазор между патроном и корпусом шпинделя при усаживании патрона.
4. Прогреть патрон до 250-300 град - лучше фен, настроенный на 400-450 град. Лучше не перегреть, чтобы не попортить сталь патрона. Я грел где-то пару минут в таком режиме, но чуть не догрел... Патрон усаживался тяжело и удары пришлось делать сильные... В следующий раз лучше погреть по-дольше - минуты 3. Или немного температуру поднять у фена. Газовую горелку, имхо, лучше не использовать - слишком горячая + открытое пламя - страшно за патрон.
5. Заколотить патрон на вал. Слишком сильные удары скажут либо о недогреве, либо, что натяг уж слишком сильный у отверстия патрона.
6. Дать остыть.
7. Проверить все на биение.
Снятие вала примерно в обратной последовательности :
1. Закрепить шпиндель, подвесив его опорой под патрон. Нужна тонкая прочная стальная пластина. Я использовал нож от рубанка. Заодно эта пластина защищает (изолирует) сам шпиндель от воздуха из фена.
2. Подставляем ведро с тряпками для ловли падающего шпинделя.
3. Греем патрон на максимальной температуре - 700 град для фена. Чтобы быстро прогреть патрон, а вал чтобы еще не нагрелся. Пару минут. Постоянно поворачиваем патрон.
4. Любым стержнем-выколоткой выколачиваем вал из патрона. Я использовал винт М5 с чуть сточенной резьбой. Сила ударов чуть ниже средней, чтобы ничего не повредить. Если не идет - греем еще. Минуту. Повторяем выколачивание.
5. Ловим шпиндель в ведро с тряпками. У меня вал оказался чуть теплым.
все.
Видео тут:
https://youtu.be/leEWBsCkTVk

[sadam]

За 3 минуты, феном, на открытом воздухе, 300 градусов - почти фантастика. К тому же однобокий нагрев будет.
Я бы начал с разогретого в кипящем масле патрона - это классика горячей посадки: равномерный нагрев и смазка. Можно ещё шпиндель в морозилку сунуть на пру часов - дополнительная дельта в 30-40 градусов не помешает. Ну или азотиком поигратся. По итогу правильных действий патрон одевается на вал от руки менее чем за секунду.
Там детали маленькие, теплоемкость низкая, поэтому все делается быстро, иначе вал успеет прогреется и расширится - отсюда и забивание молотком.

[Stonerain]

эммм... Может Вы и правы, что я поспешил решить, что прогрел патрон феном до 300 град за пару минут... Но и к тому, что Вы написал есть вопросы...
1. Температура кипения моторного масла в среднем 280-300 град. Это точно не больше того, что можно сделать феном. Даже у фена тут возможность явно по-больше. Но у масла есть еще опасность воспламенения на точке вспышки (200град) - если греть на газовой комфорке, а электрическая опять же есть не у всех.
2. Кипятить масло в помещении не у всех есть возможность. Получается, что фен в этой процедуре разы проще и безопаснее.
3. Смазка при усадке... Масло попадет в зазор между валом и поверхностью отверстия патрона при расширенном отверстии. При усадке патрона слой масла окажется запертым в этом объеме и его там сдавит... и что там будет при таком процессе? Может и все хорошо, а может и ничего хорошего... Может тогда лучше патрон греть феном подольше, а вал чуть-чуть смазать тем же маслом?
4. А и почему прогрев "однобокий"? Патрон вертим перед феном со всех сторон...
Но в целом за мысль спасибо. Учту при дальнейших действиях "в случае чего"

[xvovanx]

С маслом никогда не заморачивался и желания не возникало обжечься маслом. А так все правильно, грею паяльной станцией на мах, шпиндель в морозилку на час. Пару раз легонько стукнуть деревяшкой и готово. Замороженный вал не успевает при этом оттаять - стоит в инее еще пару секунд. А вот снимать гораздо хуже - Вал тоже греется с патроном и приходится съемником помогать.

P.S. при замере биений сверло правильнее затягивать ключами, а не от руки. Показания отличаются

[sadam]

1. Метал неоднородный, чем больше греете тем больше отверстие становится дыркой. Больше - не значит лучше.
2. Нюансы бывают. Но жарить на сковороде вы ведь не боитесь? К тому времени как масло достигнет температуры вспышки оно будет так дымить что вы выключите комфорку.
3.Ничего не будет. Герметичности тоже не будет. Зато при посадке сопряжённые детали будут скользить одна по другой.
4. Смотря как крутить будете, но без вращающейся платформы будет плохо.

Что касается пары ударов и не успевает нагреться - при горячей посадке 303 подшипников на вал есть только одна секундная попытка - потом вал успевает нагреться, а там посадка на 17 вал. Что говорить о вале 5см.

[Serg]

Раньше несколько раз занимался переборкой автомобильных КПП, вот несколько моментов:
Посадка шестерёнок на валы происходила так: кладёшь шестерню на стекло включенного прожектора на 500-1000Вт (тогда они в виде большой кастрюли были с вогнутым зеркалом в качестве отражателя), минут через пять шестерня разогревается достаточно, чтобы даже под собственным весом "залететь" на место. После этого она ещё примерно минуту свободно сидит на валу. Это позволяло иногда с матюками снимать только что одетую шестерню и переворачивать её правильной стороной.
Перед посадкой и разогревом всегда тщательно промывал место посадки на валу и сама шестерня бензином или растворителем, ибо любая смазка между ними - зло, да и воняет при разогреве. В соседнем "сервисе" пренебрегали этим и у них как минимум два клиента попали на замену ведущего вала из-за проворота шестерни на валу.

[Stonerain]

Выглядит так, что мнения расходятся... Смазывать вал или не смазывать - вот в чем вопрос...
У нас, вобщем-то нагрузки на патроне не как в коробке, даже соотносительно габаритов узлов... Провернуть патрон на валу шпинделя уж точно не должно... Но все-таки как лучше-правильнее?
Разогрев на прожекторе - это тоже я так понимаю, градусов до 250-300... Платы так часто распаивают на прожекторах...

[sadam]

В соседнем "сервисе" пренебрегали этим и у них как минимум два клиента попали на замену ведущего вала из-за проворота шестерни на валу.

А точнее профукивали просаженый вал и шестерни. Могли и песок забыть. Со смазкой никак не связано. Это как с кольцами на полуосях жигулей: если кольцо просажено то сколько не грей- полуось все равно выскочит.

Коробку подач на токарном перебирал, все подшипники на горячей посадке. Винтовым съемником не стянуть, а прессом не залезть так как сборка в корпусе. Все обоймы пришлось колоть. А сборка: в кастрюлю с маслом закинул подшипники, потом только доставай и нанизывай один за другим.

[Serg]

А сборка: в кастрюлю с маслом закинул подшипники, потом только доставай и нанизывай один за другим.

Как раз подшипники и приходится нагревать в масле но лишь для равномерного нагрева всех деталей подшипника, но для них это не страшно - сопряжение при эксплуатации не подвергается большим "проворачивающим" усилиям.
И греть надо до 120-150 градусов, не более, наверно чтоб заводская термообработка не нарушилась, поэтому прочие жидкости и не годятся из-за низкой температуры кипения.

[sadam]

А сборка: в кастрюлю с маслом закинул подшипники, потом только доставай и нанизывай один за другим.

Как раз подшипники и приходится нагревать в масле но лишь для равномерного нагрева всех деталей подшипника, но для них это не страшно - сопряжение при эксплуатации не подвергается большим "проворачивающим" усилиям.
И греть надо до 120-150 градусов, не более, наверно чтоб заводская термообработка не нарушилась, поэтому прочие жидкости и не годятся из-за низкой температуры кипения.

150 градусов не притянуть даже под низкотемпературный отпуск стали. Этот не люминька. Единственный аргумент - текстолитовый сепаратор. И то.
Но раз мы уже пошли в эту степь: а у шестерен нет термообработки? Или тот же патрон под цанги?
90% деталей с горячей посадкой будет после термички.

[Serg]

150 градусов не притянуть даже под низкотемпературный отпуск стали.

Поэтому и не надо их греть больше, я ж так и написал...
Это надо не со мной спорить, а с их инструкцией по эксплуатации. Может и не только термообработка, может чтоб они не деформировались или не "разобрались" в процессе.

Но раз мы уже пошли в эту степь: а у шестерен нет термообработки?

И шестерни не стоит греть больше, 150 градусов вполне достаточно для горячей посадки.
И сильно неравномерно нагреть их сложнее - они как правило монолитные и деформации от неравномерного нагрева им не грозят (если конечно не греть какой-нибудь плазменной горелкой карешек шестерни), поэтому прожектор без масла вполне годится.

[sadam]

150 градусов не притянуть даже под низкотемпературный отпуск стали.

Поэтому и не надо их греть больше, я ж так и написал...
Это надо не со мной спорить, а с их инструкцией по эксплуатации. Может и не только термообработка, может чтоб они не деформировались или не "разобрались" в процессе.

Но раз мы уже пошли в эту степь: а у шестерен нет термообработки?

И шестерни не стоит греть больше, 150 градусов вполне достаточно для горячей посадки.
И сильно неравномерно нагреть их сложнее - они как правило монолитные и деформации от неравномерного нагрева им не грозят (если конечно не греть какой-нибудь плазменной горелкой карешек шестерни), поэтому прожектор без масла вполне годится.

Вот и вы теперь утверждаете что деталь не нужно греть больше. Поэтому и греют в масле перед горячей посадкой: нагрев равномерный и быстрый, перегрев невозможен. Масло так же защищает от возможных окислений поверхностей.

[xvovanx]

Поэтому и греют в масле перед горячей посадкой

На потоке, да, скорее всего удобней, в банке плавают шестерни/подшипники/патроны, вылавливай пинцетом, да на валы одевай.
Для единственной шестерни/подшипника/патрона, сильно все заморочено, кастрюльки, масло, плитка, масло капает. Фен паяльной станции/прожектор с конкретной температурой выигрывает в данном случае. ИМХО

[Stonerain]

xvovanx, вот и я примерно об этом.

[sadam]

Фен паяльной станции/прожектор с конкретной температурой выигрывает в данном случае. ИМХО

Ну если лупить по патрону это нормально - пользуйтесь феном/прожектором.

[xvovanx]

Пару раз легонько стукнуть деревяшкой и готово

совсем не то что

лупить по патрону

П.С. если бы еще китайцы в патронах выдерживали правильные размеры допусков и посадок, можно и вовсе пинцетом одевать...
П.С.2. как и писали выше абсолютно не вижу разницы чем нагревать, патрон массивный, даже если прогревать только угол, он все равно весь равномерно наберет температуру...

[sadam]

П.С. если бы еще китайцы в патронах выдерживали правильные размеры допусков и посадок, можно и вовсе пинцетом одевать...

Перемерьте, могу даже пересчитать.
Ясное дело 6го квалитета там не будет, но он там и не нужен.