Тиски: делаем самостоятельно – варианты и разновидности, схемы, реализация

На просторах рунета можно встретить утверждения вроде: «Настоящий мастер делает тиски только самостоятельно». Что скажет по этому поводу настоящий мастер, представить нетрудно. Он-то, любитель или живущий своим трудом, профи прекрасно знает, какой инструмент и оборудование лучше купить и что из него стоит сделать самому. Однако бывают случаи, когда изготовить и тиски своими руками имеет смысл. Напр., для дачи (покупные там зиму зря простаивают, и спереть их могут), при работе на выезде и/или при случае (приехал в гости к родственникам, попросили помочь, а они совсем не мастеровые). К сожалению, при теперешнем положении с инструментом появляется также обстоятельство, заставляющее задуматься: а не сделать ли тиски все-таки самому?

Чугун и сталь

Детали станины и зажима слесарных тисков положено делать из конструкционного чугуна – он очень плохо ржавеет, тверд и вязок, имеет малый ТКР (коэффициент температурного расширения), но главное – практически не подвержен усталости металла. Чугунные тиски служат не десятилетия – столетия. Поскольку «прочность всей цепи определяется ее самым слабым звеном», губки тисков и пара ходовой винт – гайка изготавливаются из инструментальной стали различных марок. Простая конструкционная слишком пластична, ее сильно ведет при сварке, и она легко ржавеет. Поэтому оставлять самодельные тиски вроде тех, что на рис. ниже, зимовать на даче не рекомендуется – за зиму могут прийти в полную негодность.

Но суть проблемы не в этом. А в том, что сейчас у купленных по приемлемой цене тисков лапы губок часто ломаются уже при первом зажиме; в лучшем случае при регулярном пользовании тиски прослужат полгода-год. При осмотре излома оказывается, что сделаны они из простого серого чугуна. Не ломаются лапы, так изнашивается ходовая пара – резьба там обычная треугольного профиля (см. далее), да и сталь, похоже, не лучше Ст44. А цены на сертифицированные тиски с полной спецификацией и гарантией… не будем о грустном, вспомним лучше что-то хорошее из прошлого. Как следствие, встает вопрос: а не стоит ли сделать тиски самостоятельно в домашних условиях? Не говоря уже о случае, когда зажать заготовку надо, а хоть каких-то тисков в пределах досягаемости нет. Не лучше окажутся, так хоть дешевле обойдутся. Или даром, если в хламе найдутся подходящие обрезки маталлопрофиля, см. напр., сюжет:

Видео: самодельные тиски за полдня из металлолома

Первобытные из чурбака

Большинство операций по обработке материалов требуют закрепления заготовки, а собственные руки-ноги для этого отнюдь не самое подходящее приспособление. Поэтому начнем с тисков из деревянного чурбака. Для их изготовления понадобится 4+ гвоздя сотки или 150-200 мм и топор. Продольная пила также не помешает, если есть. Вид такого приспособления у современного человека вызовет то ли смех, то ли ужас, но пращуры каменного века пролили бы над ним слезу умиления – тиски из чурбака достаточно надежно держат заготовки неправильной форм почти что из любого материала.

Как сделать тиски из деревянного чурбака, показано на рис.:

Кусок бревна/полена из хорошей прямослойной древесины раскалывается (распиливается) как показано слева на рис; кривоватый скол можно грубо подтесать на плоскость. Неподвижная губка и упорная пятка крепятся к «станине» гвоздями; древние крепили их острыми щепками твердого дерева. Гвозди вбиваются наискось, чтобы усилие зажима их более тянуло, чем гнуло.

Подвижная губка свободно скользит по станине. Прижим – клиновый; клином может быть подтесанный на конце сук или пара их. Некоторая сноровка требуется, чтобы правильно подтесать клин(ья): слишком острый опрокинет подвижную губку на обрабатываемую деталь, а слишком тупой выдавит ее (губку) вверх. Но зажатая заготовка за счет упругости и вязкости дерева держится вполне надежно. Так надежно, что для освобождения заготовки приходится выбивать клин.

Примечание: длинномерные заготовки можно фиксировать парой или более таких же тисков.

Чего ждать от самодельщины

Описанное приспособление, конечно, временное – все его детали довольно быстро размочаливаются, даже если дерево жмет дерево. Поэтому займемся вначале вопросом: какие самодельные тиски стоит изготавливать?

Зажимных приспособлений самого разного рода в технике используется неисчислимое множество; патенты на них насчитываются тысячами и десятками тысяч. Самостоятельно имеет смысл делать тиски, во-первых, наиболее употребительные. Во-вторых, не требующие для изготовления специальных материалов, производственного оборудования и сложных технологий.

Обычные слесарные тиски (поз. 1 на рис.) придется делать неповоротными. В противном случае придется искать либо готовую пару шейка-юбка (см. далее), которую к тому же может увести при сборке сваркой, либо возможности воспользоваться шейпинговым станком (попросту – шейпингом). Которых на ходу осталось очень мало, трудо- и энергоемкую шейпинговую обработку все более вытесняют точные литье, штамповка и роботы.

Примечание: в шейпинговом станке заготовка зажата неподвижно, а резец, вращаясь, перемещается по продольной и поперечной осям. В токарно-винторезном и карусельном станках заготовка зажата во вращающемся шпинделе (на столе-карусели в карусельном) и резец перемещается в продольной-поперечной (в токарном) или в вертикальной-поперечной плоскостях. Вам не приходило в голову задуматься – как обточены фланцы/шейки кривых литых труб, корпусов центробежных насосов-«улиток» и т.п. деталей сложной конфигурации? На шейпинге.

Переставные (мобильные) мини-тиски, поз. 2, вроде бы проще, но для их изготовления необходимы особо качественные и, соотв., трудно обрабатываемые материалы. Дело в том, что усилие прижима ручных тисков определяется мускульной силой работника. А поперечное сечение деталей тисков с уменьшением их размеров падает по квадратичному закону, т.е. быстро. Лапы чаще всего обламываются как раз у мини-тисков. Однако расширить их функциональные возможности своими силами как раз несложно, см. далее.

Обычные столярные тиски, поз. 3, входят в состав столярного верстака и без него неработоспособны. Но далее мы рассмотрим, как изготовить тиски Моксона для работы по дереву, превращающие любой рабочий стол (в т.ч. хоть письменный) в практически полноценный столярный верстак.

Вот что действительно стоит сделать самостоятельно домашнему мастеру, так это однокоординатные станочные тиски (простой неповоротный стол) к сверлильному станку, поз. 4. Они же могут использоваться самостоятельно (отдельно от станка) для самых разнообразных работ. Материал для станочных станков годится обычный имеющийся в широкой продаже; работы по изготовлению станочных тисков, не уступающих фирменным, требуется буквально всего ничего.

Ювелирные тиски ручные (поз. 5) и настольные (поз. 6) – удобнейшие штуки для мелких точных работ. Но увы – для их изготовления нужны спецматериалы и оборудование, которое есть на всяком машиностроительном заводе общего профиля. В домашних условиях можно сделать неплохие заменители тисков-«лягушек», поз. 7, которые, кстати, часто входят в комплект настольных ювелирных тисков, поз. 8.

А вот с угловыми тисками (поз. 9) для зажима деталей, соединяемых под углом, дело, как говорится, глухо. Сделать их подобие своими руками возможно (поз. 10), но, во-первых, оказывается, что обеспечить зажим уже под фиксированным углом точно 90 градусов очень сложно, а если удалось, то угол потом быстро «плывет». О самодельных угловых тисках с регулируемым углом зажима и говорить не стоит. То же касается 2-3 координатных ручных станочных тисков (поз. 11-14) и, напр., приспособлений для вязания рыболовных мушек (поз. 15), которые уже не тиски, а узко специализированный станок.

Слесарные

Устройство ручных слесарных тисков показано на рис. Фасонная гайка винта неподвижно закреплена в туннеле станины; в него же входит хвостовик зажима, называемый ползуном. Сечения туннеля и ползуна также фасонные (сложной конфигурации) и соответствуют друг другу.

Как уже сказано, от поворота тисков в горизонтальной плоскости придется отказаться: на опорной плите для этого нужно проточить шейку, а на поду станины – юбку. Сверхточности для этого не нужно, но требуется специальное оборудование, см. выше.

Вторая проблема – лапы с губками. Лапы должны быть очень жесткими, чтобы не поддавались реакции зажимаемой детали, и в то же время вязкими, чтобы не сломались. Поэтому самый дешевый материал лап хороших тисков вместе с прижимом и станиной – конструкционный чугун, но он плохо обрабатывается, и прижим со станиной выполняются литыми. Дома вагранку или электропечь на 1700-1800 градусов не поставишь, так что о литье черных металлов забываем.

Однако чугун еще и очень твердый, довольно хрупок и поэтому лапы без губок могут или попортить деталь, или сами об нее выкрошиться. Губки из твердой износостойкой и в то же время очень упругой спецстали решают проблему. Из нее же можно было бы изготовить все тиски, но цена их тогда… Вам не попадались настольные тисочки по цене при. $1 за тоже 1 мм ширины губок? Вот это и есть цельностальные, а нам нужно думать, как бы сделать станину и прижим тисков, пригодных хотя бы для эпизодического использования, из обычной конструкционной стали.

Ходовая пара

Но вот с чем возникают проблемы, кажущиеся непреодолимыми, так это с ходовой парой тисков. Кажется, ничего сложного: винт с гайкой или резьбовое отверстие в станине. В шейке винта проточена канавка; ее вроде бы можно выбрать надфилем, зажав винт, обернутый за резьбу тонким алюминием, в патрон сверлильного станка или закрепленной на столе дрели. В прижиме (или в ползуне сборных из отдельных деталей тисков) винт фиксируется вильчатым захватом, см. рис. справа.

Вся штука в том, что всем этим деталям приходится принимать на себя огромные рабочие нагрузки. Если налечь на вороток с силой ок. 20 кгс (ерунда для взрослого нормального мужика), то на резьбу с шейкой винта и ответные детали придется более 120-130 кгс/кв. мм. Итого, чтобы тиски очень быстро не износились, винт, гайку и вильчатый захват нужно делать из стали с пределом текучести более 150 кгс/кв. мм; у обычной конструкционной он менее 100. А обычная метрическая резьба треугольного профиля быстро сомнется или слижется.

Чертежи ходового винта слесарных тисков с шириной губок до 180 мм даны на рис.:

Один критический пункт тут обойден: вместо проточки на шейке здесь пара втулок из обычной стали. В таком случае и вильчатый захват можно сделать из нее же. Детали фиксатора винта придется периодически менять, но это еще куда ни шло. А вот как нарезать трапецеидальную резьбу D20? Искать ходовую пару от старых тисков? Так в них с 99,0% вероятностью изношен именно «ход», а чугунные станина, прижим и плита еще вполне пригодны к эксплуатации.

Не все так плохо

Ходовой винт и гайку к нему для нерегулярно используемых тисков с шириной губок до 150 мм можно найти почти в любом хозяйственном, инструментальном или строительном магазине либо на железном базаре. Новые, муха не сидела. Откуда? Из крепежных узлов, рассчитанных на нагрузку не менее 450-460 кгс. Узлы это очень ответственные, и сталь на них идет как раз подходящая, даже лучше – ходовая пара тисков, на которых работают не интенсивно, будет достаточно долговечной и с обычной метрической резьбой.

Дешевле всего обойдется анкер-кольцо для подвески к потолку и стенам тяжелых люстр или многофункциональных тренажеров, вверху на рис. ниже. Проследите только, чтобы винт был или литой, или на нем стык кольца и шейки проварен (показано красной стрелкой). Анкер-кольца выпускаются до М22 длиной до 450 мм – делай тиски, какие хочешь. Анкер-кольцо М12х150 держит нагрузку 480 кгс, а М16х220 для 150-мм тисков подойдет еще и с запасом.

Второй вариант «класса муха не сидела» обойдется дороже, но, возможно, и по цене металлолома – если сломан. Это – талреп крюк-кольцо, внизу на рис. В дело идет, разумеется, кольцевая часть (показана зеленой стрелкой). Преимущество – у вас сразу появится и отличная износостойкая гайка. Недостаток – меньшая длина и, соотв., ход губок тисков: у винтов талрепа на 200 длины резьбовых частей чуть более 100 мм.

Примечание: некоторые недостатки того и другого – вороток тисков придется каждый раз долго крутить, т.к. шаг стандартной метрической резьбы прим. втрое меньше специальной трапецеидальной. С ходовую пару нужно будет периодически смазывать тавотом или др. консистентной смазкой – «сухие» тиски с такой ходовой парой туго крутятся, но плохо жмут.

Губки

Как устроены хорошо известные читателям рунета слесарные тиски, показано на рис. ниже. Там, правда, ошибочка – стопорные гайки нужны тоже М16. Задняя из них по ходу винта навинчивается первой и подваривается к шпильке. Затем шпилька с надетой задней шайбой вставляется в прижим, он же в данном случе и ползун («подвижная часть» на рис.); надевается передняя шайба, навинчивается и подваривается передняя гайка М16, и приваривается проушина для воротка; вот это уже гайка М18. Станина («подвижная часть») – квадратная профтруба 120х120х4; ползун – тоже квадратная профтруба 100х100х3.

Пока все хорошо, но губки – тоже из профтрубы. Их рабочие поверхности гладкие, а нужны рифленые, но это полбеды. А беда – уже от небольшого прижима губки необратимо разойдутся (добавлено на рис.). Укосины внутри или снаружи не помогут – сам металл неподходящий. Читатель, возможно, уже догадался – раз проблема описывается, выход есть. Даже два, см. ниже и след. раздел.

Примечание: достоинство слесарных тисков из отрезков профтруб – дешевизна. Подходящие куски наверняка найдутся в любой куче металлолома, см. напр. видео ниже:

Видео: самодельные тиски из обрезков труб

Первый – тоже из рунета: лапы и губки из хвостовиков токарных резцов по металлу. На лапы – резцы потолще; на губки – поменьше. Но это, в общем-то, не выход. Инструментальная сталь обрабатывается очень трудно. Практически все, что с ней можно сделать в домашней мастерской это отпилить хвостовики болгаркой, приварить к лапам губки и все вместе к станине и прижиму. Инструментальную сталь от сварки почти не ведет. Но и варится она тоже плохо: готовые лапы с губками, приваривая их к профтрубам, придется греть так, что недопустимо поведет станину/прижим. И времена сейчас не те, когда изношенных резцов можно было набрать на заводской свалке, а бракованных купить за копейки в магазине «Юный техник». С распространением в мире электродуговой плавки металлов инструментальная сталь стала ценным вторичным сырьем и на предприятиях выработавшиеся токарные резцы учитываются поштучно. Поэтому переходим к второму выходу.

Станочные

Как сказано выше, выгоднее всего делать своими руками станочные тиски. Они намного упрощают сверловочные работы, а материал для станочных тисков годится практически любой из имеющихся в наличии: от швеллера, см. ролик:

Видео: простые тиски из швеллера

до фанеры, см. сюжет:

Видео: столярные тиски из фанеры для сверлильного станка

И снова губки

Прочность и устойчивость губок для станочных тисков еще важнее, чем для слесарных: если сверло (шарошка, фреза) вывернет из них деталь, это чревато серьезной травмой. И вот, мы возвращаемся к вопросу выше: из чего делать губки тисков? Из уголка от 40х40х4. В таком случае губка вся целиком будет работать не на сдвиг, а на изгиб, которому металл сопротивляется гораздо сильнее. Это тот случай, когда меньше железа оказывается прочнее.

Но годится не любой уголок одного и того же типоразмера. Тянутый и холоднокатаный уголок (поз. А и Б на рис. ниже) непригоден – металл слабоват. Губки и самодельных и слесарных, и станочных тисков нужно делать из горячекатаного уголка (поз. В). Он, во-первых, много прочнее. Во-вторых, ряд его типоразмеров шире: если толщина полки холоднокатаного уголка общего назначения до 0,1 от ширины меньшей, то у горячекатаного – до 0,2b. Т.е., можно найти горячекатаный уголок, скажем, 60х60х12 – губки тисков из него будут вполне надежны.

Горячекатаный уголок легко распознать по виду среза: все ребро наружного угла всегда острое (показано стрелкой слева на след. рис.), а внутри него – галтель большая, чем у холоднокатаного уголка. Если тиски собираются на сварке, подойдет и равнополочный, и неравнополочный уголок. Если же собирать их на болтах, лучше использовать неравнополочный с отношением ширин полок (1,5-2)/1 (a/b = 1,5…2/1). В таком случае большая полка укладывается горизонтально!

Схема устройства самодельных станочных тисков из уголка на болтах дана в центре на рис; справа – чертежи их общего вида. Ползун и скоба под прижимной винт сгибаются из стальной полосы толщиной от 1,5 мм. Винт в ней можно фиксировать проточкой, т.к. его фиксация работает только при отводе подвижной губки и нагружена ничтожно. На прижиме хвостик винта упирается непосредственно в губку; самый винт – М16-М20. Дополнительно о самодельных станочных тисках из уголка см. видео:

Видео: простые тиски для сверлильного станка

Совершенствуем мини

Современные мини-тиски особо не усовершенствуешь, но, если вам попадутся или уже есть старые советские (напр., поз. А на рис. справа):

Их функционал можно значительно расширить таким образом:

• Высверливается (осторожно, не до конца!) развальцовка хвостовика установочного винта, удерживающая тарелку установочного зажима. Высверливать нужно дрелью короткими «тычками» наискось с разных сторон.
• Тарелка снимается и винт установочного зажима вывинчивается (не теряйте ни его, ни тарелку).
• В отрезке швеллера сверлится отверстие под болт с той же резьбой, что на винте зажима.
• Тиски монтируются на получившуюся подставку и фиксируются контргайкой (поз. Б).
• В винте зажима сквозь остаток хвостовика сверлится глухое осевое отверстие под резьбу М2-М3. Сделать это нетрудно, т.к. в шпеньке от хвостовика осталось коническое углубление.
• В осевом отверстии нарезается резьба.
• Тарелка ставится обратно на место и удерживается от выпадения винтом с конусной головкой (показан стрелкой на поз. Б).
• Винт зажима определяется на хранение в загашник, простите, запасник.

Таким образом мы получаем, ни много, ни мало – поворотный столик для мелких сверловочных работ. Правда, без углового делителя, но вместо него к основанию из швеллера можно приспособить транспортир, а к кронштейну тисков – стрелку-указатель. Получившейся точности в 1 градус для домашних любительских работ достаточно. А если снять тиски с основания и вернуть на место прижимной винт, их можно использовать по изначальному назначению.

Делаем лягушку

Ювелирные тиски в любительских работах, как сказано выше, в большинстве случаев заменимы тисками-лягушкой; их же можно зажимать в обычные тиски. Лучший ее самодельный вариант – если у ваших пассатижей или др. плоскогубцев сломалась рукоять, вверху на рис. Для сверловки губок плоскогубцев нужно приобрести твердосплавное спиральное сверло – обычное по металлу их не возьмет.

Простая замена, если пассатижи все никак не ломаются, тиски-лягушка из дубовых или буковых брусков, стальной скобы, накладных губок из стального уголка и крепежа, внизу слева на рис. Вариант попрочнее – лягушка из дверной или малой амбарной петли, внизу справа. Но над ней придется попыхтеть, пользуясь обычными тисками. Возможно, заготовку придется отпустить, нагрев докрасна и затем медленно остудив.

Столярные

Столярные тиски Моксона придуманы для странствующих столяров и плотников. В Европе, США и Канаде это довольно-таки востребованная специальность: при тамошних ценах на пиломатериалы многие заказчики требуют, чтобы мастер работал при них по месту и малейшие обрезки, вплоть до опилок и стружки, оставлял хозяину. Пару тисков Моксона, что дает возможность работать с длинномерными материалами, можно возить в багажнике автомобиля, на велосипеде, скутере и носить с собой в сумке. Находку сразу оценили и любители – тиски Моксона позволяют быстро и обратимо превратить любой более-менее прочный стол в столярный верстак.

Внешний вид и способ крепления мобильных столярных тисков Моксона показаны слева и в центре на рис. Справа – устройство их любительского варианта для крепления к столу наглухо.

Тиски Моксона породили множество модификаций. Чертежи одной из них, очень простых и удобных столярных тисков всего из 3-х досок и пары струбцин, приведены на рис. далее. Правда, на самом деле понадобятся еще 2 короткие струбцины, для крепления тисков к столу. Лишние 4 струбцины (тоже не очень дешевое удовольствие в наше время) любителю могут оказаться накладны. Но для столяра – ИП-индивидуала, работающего по вызову такие тиски находка, их разобранными можно носить с собой в обычной вещевой сумке.

Примечание: еще об одних самодельных столярных тисках см. видео ниже:

Видео: столярные тиски своими руками

В заключение

Традиционно в заключительном разделе стараются сказать что-нибудь умно-нравоучительное. Но мы просто дадим подборку видео о разных-прочих вариантах самодельных тисков:

Видео: различные варианты самодельных тисков