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設計和製造一張咖啡桌 (繁體)

多年來,我的同事安德魯保存了一個舊的IBM mainframe CPU ,期待把它改造成新的東西。這個來自早期的計算時代(使用這個模塊的系統是4381,在1983年首次宣布),與我們今天的CPU相去甚遠。它重約20-30kg,有700mm x 650mm x 130mm大!

因為它這樣的大小和質量,我們決定將這個CPU改造成為咖啡桌,放置一塊玻璃在頂部,展示出複雜的硬件細節。在這篇文章中,我們將使用DesignSpark Mechanical(以下簡稱DSM) - 來自RS的免費強大CAD軟件 - 設計並製造這張咖啡桌。

規劃建構

從一開始,我計劃使用Rexroth鋁材作為咖啡桌的框架。它提供各種尺寸以用於各種項目,從桌面3D打印機和數控銑床,到隔斷牆和展示架。

接下來我用紙和筆草擬了粗略的想法和框架的結構。我發現這是在使用電腦設計前很好的開始方式。

我在紙上畫了一個粗略的草圖後,測量了一下CPU,以繪製一個簡化的3D模型,包括任何重要的細節。例如在CPU的主體上已經具有螺紋安裝孔,我將利用該安裝孔將其固定到鋁框架。

當選擇Rexroth鋁材時,我決定採用'30系列':30mm x 30mm橫切面,帶8mm槽。根據製造商所示,這種尺寸適合的應用包括“中等壓力結構”,隔板和架子。我還考慮了20×20mm切面的較小的'20系列',但是最終覺得這不太適合這個項目。

而且,我們不想冒險使用了較小鋁材令到我們的飲料瀉出來!

DSM設計更多草圖

DSM的其中一個方便的地方就是能直接從RS目錄導入3D模型,以節省從零開始建模的時間。我在產品頁面下载3D模型,并导入我的设计,以放在我的CPU模型上。

然後我開始復制鋁材模型並放在CPU周圍,以我粗略的繪製草圖作參考。我很快就需要加入另一個模型部件 - 斜撑架,將兩個鋁材彼此垂直連接在一起。

這種類型的鋁材有廣泛的配件和連接器使用,包括鉸鏈,電纜導管/夾,端蓋,安裝板和支架等。我在這個設計使用了兩個不同的斜撐架,以及幾個端蓋,以整理任何暴露的出來的鋁材末的切割端。

原來我選擇的支架(在寫本文時)在RS網站沒有3D模型,所以我從製造商的網站下載。

然後,我將此文件導入DSM,並根據需要在設計中使用它。

通過使用這些模型以及我自己的簡化CPU模型,我能快速繪製和模擬出咖啡桌,並確定需要多少個斜撐架和需要切割的鋁材長度。

然後,我在模型的頂層添加了一個平面,將外觀修改為半透明,以模擬玻璃頂並決定桌面玻璃頂的尺寸。

當我完成繪圖後,我保存了該文件並執行了以下操作:

  • 使用“Measure”工具記錄每條鋁材的長度

  • 計算需要多少鋁材

  • 計算所需的斜撐架數量

  • 再次使用“Measure”工具記下玻璃頂的尺寸

  • 獲取正面,側面和等距視圖的屏幕截圖,打印並在製作咖啡桌時參考

製作咖啡桌

當收到鋁材和其他部件後,我測量和使用水平帶鋸切割鋁材成合適長度。注意確保每個長度的誤差在+/- 0.5mm內,並且我使用一些MDF作為用於虎鉗的“軟爪”,以減少損壞相對軟的鋁的可能性。

這個帶鋸是我們用於完成咖啡桌最好的工具,儘管這些末端需要手工修整,以去除任何毛刺或鋒利的邊緣。我之後購買了一個小切割鋸,使它完成得更好而且不需要任何修整。

製作咖啡桌的框架是一個簡單的工序,使用角連接器以及提供的帽頭螺栓和特殊的“T型螺母”,其裝配到鋁材的槽中。框架成形非常快和十分堅固,這是一個簡單愉快的組裝過程!

我計劃使用4個斜撐架將CPU連接到框架,在這之前需要作出一些修改。首先,我需要從每個斜撐架中移除兩個端蓋。移除這些突出部份令它們很好地適配到鋁材的槽中。它們還被設計成易於折斷用於替代方向。

由於CPU的側面有M8安裝螺紋,如果可以避免我就不會在CPU上鑽孔,所以我改為在支架中的6mm插槽中鑽8mm的孔。通過將支架固定在鑽孔機中,我能夠以合適的精度進行鑽孔,從而防止鑽頭或支架漂浮。

我在桌面框架的每個角落使用了稍大的斜撐架,以提高剛度,減少扭曲的可能性。我只使用了四個,因為它們比小斜撐架較貴,而且在這個應用使用似乎有點大材小用。

我將CPU安裝在框架內,並將端蓋加到每條鋁材的頂部和底部,唯一暴露在建築物的端部。我很高興桌子組裝起來是快速和容易,而且它十分堅固!

現在我只需等待製造商把玻璃送來以完成咖啡桌。

最後的想法

DesignSpark Mechanical在繪製設計和指定該項目需要哪些部件,節省設計階段的時間以及構建方面是非常寶貴的。導入現有模型是巨大的能力,因為它節省時間並提供已知模型。

如果沒有先在CAD中設計,可能我們不得不訂購比所需要的更多的鋁材,令支出更大,並且不會有信心在組裝之前切割所有的長度,需要更多的時間以完成。

總而言之,這是令人滿意的,我期待著更多相關的項目。最後,這CPU現在已經重新很好地使用,成為我們的工作室中的咖啡桌!

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