中华DIY论坛

标题: 用我的小床打造全球唯一钛合金魔方【xiaoshudian40】 [打印本页]

作者: 搬运工A 时间: 2017-12-5 14:44
标题: 用我的小床打造全球唯一钛合金魔方【xiaoshudian40】
本帖最后由搬运工A 于 2017-12-5 16:27 编辑

如题：
不知这里有喜欢玩魔方的朋友否，我计划用10~18个月完成这个作品，计划已经从5月初就开始了。有的零件已经加工的差不多了。前面的具体图片大家可以看魔方吧论�车模―IY钛合金魔方），因为本人特喜欢魔方。想在这里找到知音。后面比较精彩的图片我也会在这里同时发表。
应大家的要求：将原在魔方吧的内容转载：
下面我将魔方吧论坛的转载一部分内容：

酝酿2年多，前段时间终于下定决心，必须将此作品完成。（2年前在魔方小站发过，因为第一次学会魔方复原是在小站的），但种种原因没有动工。
1、主体材料：全部采用钛合金（TC4或TC6）；
2、结构经过近2年的反复修改（因为要全部采用机械加工完成），所以结构改动较大，主结构暂时保密，每加工好一个零件，上传图片。
3、要用到的基本工种大约：车工、钳工、线切割、加工中心、平面磨、研磨等；
4、每个角块需要7个零件装配完成；
5、十字架的结构也很新颖（自己认为），有5个零件装配完成；
6、成本较大，加上机械制作的成本估计会在6000~8000元，（不算我自己投资的机械设备等）
7、制作工期会较长，预计10~18个月完成（主要利用业余时间）。
8、要打造史上最牛利用纯机械制作的钛合金魔方
9、钛合金的比重约为4.5（钢的为7.87），所以比一般的金属轻百分之40左右，且强度耐磨好；
10、魔方的使用转动比不上塑料（但结构好），作为个人珍藏很好。

粗铣槽

深度最终为2~2.06

用5mm的铣刀精铣

完成后的样子

铣双角度斜面，没铣前

看看2个角度均为45度

下面我将魔方吧论坛的转载一部分内容：

酝酿2年多，前段时间终于下定决心，必须将此作品完成。（2年前在魔方小站发过，因为第一次学会魔方复原是在小站的），但种种原因没有动工。
1、主体材料：全部采用钛合金（TC4或TC6）；
2、结构经过近2年的反复修改（因为要全部采用机械加工完成），所以结构改动较大，主结构暂时保密，每加工好一个零件，上传图片。
3、要用到的基本工种大约：车工、钳工、线切割、加工中心、平面磨、研磨等；
4、每个角块需要7个零件装配完成；
5、十字架的结构也很新颖（自己认为），有5个零件装配完成；
6、成本较大，加上机械制作的成本估计会在6000~8000元，（不算我自己投资的机械设备等）
7、制作工期会较长，预计10~18个月完成（主要利用业余时间）。
8、要打造史上最牛利用纯机械制作的钛合金魔方
9、钛合金的比重约为4.5（钢的为7.87），所以比一般的金属轻百分之40左右，且强度耐磨好；
10、魔方的使用转动比不上塑料（但结构好），作为个人珍藏很好。

其实好多零件可以做成一体，但我的想法是，尽量分开，这样可以提高装配的兴趣和平时拆装的乐趣，所以才这样设计的，这样成本反而提高了。但有意思。

我的魔方全家福吧！

魔方柜全貌

各种魔方

各种魔板

魔方专用计时器及飞叠杯

从2阶魔方到7阶魔方都有（花了我两千多大洋,老婆唠叨呀！）

担任魔方比赛裁判及选手比赛

来2张图纸瞧瞧

车加工开始（魔方的十字轴心，材料全部为钛合金）

车加工完成，后面要铣槽

用一个V型同时铣2个零件，方便压紧。

找正轴向小于0.01

翻转V型，保证垂直度误差越小越好

再翻转V型，下面垫了一些等高块

翻转后找正

直径为7.99，中分为4.00左右

先仔细量量，检查后再拆夹具

爱她，把她放在花瓣上，哈哈。

加工最后一个轴心链接用双头螺钉

校正螺纹（M3)

去毛刺

完成后的双头螺钉

试装

5个部件，马上装配

结构未经本人许可，不得使用

整体，漂亮吧！

爱不释手

网上订购的进口不锈钢螺钉螺母

打磨完成了2个角块

角块的7件

装配

合影

什么叫爱不释手

这叫爱不释手，喜欢吧！哈哈

其实不是大家看到的这么容易，图片很漂亮，但我下的功夫大呀，正是：一张图片一秒钟，但我可是需要好几小时甚至好几天呀！每次下刀深度只有0.05~0.15之间，还有时0.02~0.05mm，大家想想，我容易吗！尤其攻M2.5内螺纹，真是一不小心就会断丝锥的，断后，肯定就是废品。所以，当时，我格外的小心。最后是，角块的27个M2.5螺纹，全部顺利完成，用时共6小时（中间有休息）。打磨角块就更加难了，后面我会给大家视频链接。

我是用UG画的，装配后跟你一样的，还有爆炸图，实在没时间给大家上传了。所以直接上传实物。楼上的模型就是跟我的一样的。谢谢助兴。

谢谢大家加分鼓励。估计整体需要1年后才可以完成的，但过程也很有意思，往往到最后成品出来时，还不一定激动。DIY的乐趣在于苦苦追求中的辛酸，不知大家是否同感。

钛螺丝不用自己做啊有RC用的钛螺丝 ATM的便宜一些还有就是SQ的比较贵一点了不过阁下买的进口螺钉要是国产的30倍...真杯具了可能和那些牌子的钛螺丝价钱差不多了

在给大家上2年前最早设计的铝合金魔方角块，只加工了2个，就停工了，原因是创意不是很好，所以改为现在的钛合金。图片中大家看到的是我叫我的学员用5轴立卧转换加工中心一次完成的。最后用线切割割去加长。（R打磨除外）。

整体角块（铝合金）

给大家上点这段时间的工作内容。世界杯与魔方工作两不误。

今天为其专门购置的可爱小柜（主要是零件越来越多）

棱块的部分零件开始启动

边看世界杯边打磨

9个角块（多一个作为备件）

安装在别的魔方试试，感觉很好

专柜

昨天和今天在制作棱块，遇到了一个问题。请大家看图片。

调试镗刀的直径

对中心

光洁度太差，此方法不行。早上的工作白做了，真的很可惜。

大家看完上面的照片就会明白，我是先用铣刀去除45度大余量，然后用镗刀保证R18,但是我的镗刀工作失败，原因是光洁度不能保证。

今天在好好思考一下，初步的想法是换镗刀为铣刀，直接用R18的刀具保证，也许，光洁度会好些。大家参谋一下吧！谢谢。

又经过一段时间的艰苦工作，终于将棱块的主体工作基本完成，R18的光洁度问题基本解决。上点图片，大家意见一下。

重新装备镗刀的夹持部分（增加刚度）

夹紧

光洁度提高，还行。

对刀，准备铣槽

粗铣（宽度为5mm）

精铣（宽度为7mm）

粗精铣对比

钻小孔（准备攻M2.5）

孔口倒角（方便攻丝）

铣倒角

调整倒角的角度

计算角度

打磨后

真乃棱角分明，喜欢的不得了

摆个造型

各位模友注意啦！打磨的工作量特大，大家看到的最后几张图片，是我经过近30小时的艰苦工作才得以完成的，不容易呀！看帖回帖也算是帮助。呵呵。打磨的过程实在是狼狈，所以没有拍照片，用的煤油较多，基本采用油石打磨，光洁度比纱布及抛光纸要好。也比较平。经过这段时间的总结，钛合金在打磨时害怕煤油，见煤油后，切屑省力且光洁度很好。实践出真知，真是不假，呵呵。这段实践虽累，但心情尚好。总算将一些技术问题处理好了。与大家分享一下，望大家多提意见及建议。

一般使用油石时加水比较常见，但我试了水和润滑油后，感觉不明显。加煤油后很明显。别的材料加润滑油就可以的，但钛合金的材料组织不一样，你说他软，他还很难加工，你说他硬，锋利的东西不敢碰他，一碰就伤。他的耐磨性和耐高温是别的材料不能比的。详细的原理我也说不清楚。但经过实践，我可以肯定，加煤油后效果确实明显。实践是检验真理的唯一标准。有兴趣的可以对比一下我前面发的角块打磨后的样子，那是使用研磨膏和润滑油用纱布及抛光纸打磨的。效果不如油石加煤油好。大家讨论意见一下吧！

工程还未完成，投入成本和人工都很多，时间估计需要历时10~18个月（利用业余时间，但几乎天天都要为她工作的）。材料成本也很大。估计总的成本很高（大于6000）。又是单件生产。很多夹具刀具都要为其准备。

附注：谢谢大家的支持与期待，全部完工时间还需很长，就最后表面的雕刻工作需要费大量的时间，需要先做模型及程序，每个小块的每个小面都需要的单独的一个程序。这样，最少需要54个程序，每个程序需要调试对刀，安装，找正等工作。故，就算整体零件工作全部完成，也就不到总任务的一半吧！且表面需要加工的内容我还未定稿。望大家多建议，采用雕刻的方式我已经决定，就是内容未定，大家出出注意。我准备雕刻0.5mm左右的深度，然后附着颜色，每面一种颜色，但内容不同。

最新进展，西安总算迎来了几天凉快的日子，魔方棱块的旋转件及整体装配已经结束（超强度加工了几个晚上）。上传图片。请大家意见意见。由于天气太热，图片省略较多。

棱块旋转件

倒角

打磨

对比，水品不行（照相技术）

多一个备件（13件）

排排对

与角块大团圆

弹簧已好，弹簧的设计工作我只提供参数，其余均有加工厂完成。但是，弹簧最后的性能到底怎样，只能试试才知道。其实，弹簧的热处理工艺还挺复杂的。（本人不是很懂），这次，弹簧直径我直接用的是1mm的不锈钢（一般魔方的只有0.5~0.6mm).不说多了，直接上图片。

数量7件（一件备件）

弹簧材料采用不锈钢，目的是可以用水洗，这样，就能保证整个魔方可以长时间放在水里。整个魔方除螺钉螺母及弹簧为不锈钢，其余全部为钛合金材料。

中块的盖子工作已经启动了，希望9月能将所有零件完成，但后面雕刻，抛光，打磨的工作任然需要很长时间。先把整体搞出来,大家瞧瞧（其实，我也很想试试），。

中块盖子主体已经加工好，后面需要铣四方（20X20）

需要6个（一个备件）

失败的中块，（第一方案），虽然失败了，也给大家瞧瞧，幸好只加工了一个。后面可以改作第二方案。早有准备，真是预料之中的事不易出现，预料之外的事却常常出现。上图片吧！至于失败的原因大家从图片中应该可以分析出来

经过这几天不懈的努力，今晚终于可以先给大家献上一期工程所规定完成的全家福图片，看帖只有一个要求，回帖加点油吧！二期的雕刻工程我想会依然精彩的。大家的支持使我走到今天，有时我也想，花费如此精力只为她，值吗？相信大家会给我答案。在制作这个钛合金魔方过程中，使我感悟到：做一件事容易，但要始终坚持，很难，要想一直保持高标准，更难，要出精品，更是难上之难。还是老张那句话，没有不可能的事，只有不敢做的事。

大家看后最好可以提些意见或建议，方使大家共同进步。谢谢大家的关注与支持。上图片吧！

图片是从加工后，对所有零件进行了清洗开始的，所有零件均有一件备件（即多一个）。

二期刻字工程顺利进行，看看图片吧！字形复杂不一，程序长度不一，时间相差很远，钛合金非常费刀具。

模友们，给我加点油吧！看着很容易，其实，我费的功夫和心血用言语真的不好说，能坚持到现在。全是大家给我的动力。就说这次刻字的程序，我全部用UGNX5.0画的模型后，一个一个的生成程序。为了找华文行楷这个字体，费劲周折，网上周游几天，才得以解决。（因为盗版的UG本身不带的）。还有就是程序的后处理CAM部分，为了解决曲线驱动这个难题。找了不少热心模友帮忙，也从中学到了不少新的知识。再次谢谢大家的支持与帮助。

经过20多天的努力，刻字工程提前完成，我全部清洗后重新装配（用的是安利沐浴露，自己平时也不舍得用，给它用，呵呵），过程图片就不再发了。二期工程暂告一段落，三期工程就是给字根底部上色，以保持魔方的本身。用何种磁漆，温度如何控制，目前正在准备中。。。。。。

今晚看图吧！！

作者: 五亿美金 时间: 2017-12-5 19:43
好手艺，高人

欢迎光临中华DIY论坛 (http://zhdiy.org/)