Изготовление шпинделя для станка с ЧПУ до дереву

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

  • на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
  • чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
  • само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
  • вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

  1. Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
  2. Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
  3. Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Начальная информация о процессе

Прежде чем сооружать самодельные фрезерные станки по дереву, рекомендуется ознакомиться с данным способом обработки более подробно. В качестве основного элемента в данном случае выступает специальная насадка с большим количеством зубчиков.

В зависимости от ее типа можно произвести тот либо иной способ фрезерования:

  • Концевая обработка направлена в первую очередь на то, чтобы сделать в детали канавку или паз определенного размера.
  • Фасонная технология подразумевает проведение работ с профильными элементами вроде багетов, шестерней, а также оконных рам.
  • Торцевая методика фрезерования, как правило, применима к максимально большим поверхностям.

Наглядно демонстрируется схема торцевого фрезерования.

Дополнение! Достаточно часто используются специализированные фрезы, позволяющие делать фигурный срез. При таком варианте можно легко осуществить раскрой материала с дополнительной обработкой крайней части.

Основные элементы

Перед тем как сделать себе такой же агрегат, необходимо найти чертежи токарного станка по металлу.

Благо мы живём в технологичную эпоху и всё это легко обнаружить в глобальной паутине. Вооружившись ими, можно приступать к созданию такого чуда у себя дома.

Как можно заметить на чертежах, станок делится на восемь основных деталей:

  • Станина. Её нужно делать очень надёжной, так как даже самая простая конструкция может знатно дребезжать во время рабочего процесса. К станине, кстати, также крепятся функциональные узлы и отдельные элементы;
  • Коробка передач. Её задача – это приводить в действие ходовой вал;
  • Передняя бабка. Один из важнейших элементов конструкции. Именно в ней размещают коробку передач. Кроме того она служит для изменения величины крутящего момента;
  • Шпиндель;
  • Держатель. Нужен для крепления специальных резцов
  • Задняя бабка. Монтируется с обратной стороны агрегата;
  • Фартук;
  • Суппорт.

Самостоятельное изготовление сверлильного станка с использованием асинхронного двигателя

В качестве привода в станке можно использовать трёхфазный асинхронный двигатель мощностью 150 – 250 Вт. Небольшая доработка схемы позволит включать его в бытовую электросеть 220 В.

ФОТО: youtube.com Схема подключения трёхфазного асинхронного двигателя к сети 220 В

Что нужно для работы

В общем случае, для изготовления сверлильного станка своими руками в домашних условиях нужно приготовить:

  • плиту текстолитовую, деревянную или стальную для станины размером 300-500×175-300×16×20 мм;
  • деревянный брусок сечением 40-60×40-60×500-600 мм или стальная труба диаметром 30-40 мм для основной стойки;
  • пружина L = 100-120 мм;
  • ходовой винт Тr16×2, L = 200 мм;
  • консоль привода — стальной лист толщиной 5 мм;
  • кронштейн ходового винта;
  • маховик ходового винта;
  • четырёхручьёвый блок ведущих приводных шкивов клиноремённой передачи;
  • электродвигатель;
  • блок конденсаторов;
  • блок ведомых шкивов;
  • блок ведущих шкивов;
  • возвратная пружина шпинделя;
  • шпиндельная головка;
  • приводной клиновой ремень «нулевого» профиля;
  • выключатель;
  • сетевой кабель с вилкой;
  • рычаг подачи инструмента;
  • патрон для сверла №2;
  • винты, гайки, шайбы.

Чертежи и схемы

Чертёж общего вида представлен на рисунке ниже.

ФОТО: mtdata.ru Чертёж общего вида сверлильного станка

Пошаговая инструкция

Подбор комплектации
ФОТО: youtube.com

Новый электронный блок
ФОТО: youtube.com

Головка с мотором и трансмиссией
ФОТО: youtube.com

Узел крепления вертикальной стойки к станине
ФОТО: youtube.com

Опробование нового станка
ФОТО: youtube.com

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Инструменты, материалы и чертежи

Изготовление настольного токарного станка и его сборку выгоднее всего проводить с использованием серьезного оборудования. Доступ к фрезерному и сверлильному оборудованию позволяет избежать некоторых проблем. Если такого доступа нет, то остается использовать то, что есть под рукой. Не только токарные станки, но и другие сложные самоделки, изготавливаются с помощью ограниченного набора слесарного инструмента и электродрели. Конечно, ко всему этому должны быть приложены «прямые» руки.
Материалы для будущей конструкции выбирают из того, что есть под рукой, стараясь ограничить финансовые затраты. Востребованными окажутся металлический профиль для станины, детали из листового металла, узлы крепления подшипников шпинделя и ходовых винтов, крепежные изделия. Приобрести потребуется рельсовые направляющие, приводные винты, преобразователь частоты. Благо, сегодня существует множество фирм, предлагающих их поставку.

Возможных вариантов, как сделать мини токарный станок, существует множество. Для выбора конкретного решения следует четко определить, для чего будет использоваться станок, какие заготовки на нем будут точиться. Обработка стали требует иного подхода к проектированию, чем для мягкого исходного сырья. В техническое задание включаются габариты конечного изделия, максимальные параметры обрабатываемых заготовок, доступные ресурсы, способы транспортировки станка и иные необходимые пожелания. Проанализировав все пожелания, выполняют чертежи самодельного токарного станка.

Чертеж для сборки станка

Необходимая детализация разрабатывается под имеющиеся комплектующие и возможности. Если этот этап кажется затруднительным, готовые чертежи на токарные станки находятся в свободном доступе.

Простой и недорогой 3-х осевой станок с ЧПУ своими руками

Целью этого проекта является создание настольного станка с ЧПУ. Можно было купить готовый станок, но его цена и размеры меня не устроили, и я решил построить станок с ЧПУ с такими требованиями:
— использование простых инструментов (нужен только сверлильный станок, ленточная пила и ручной инструмент)
— низкая стоимость (я ориентировался на низкую стоимость, но всё равно купил элементов примерно на $600, можно значительно сэкономить, покупая элементы в соответствующих магазинах)
— малая занимаемая площадь(30″х25″)
— нормальное рабочее пространство (10″ по оси X, 14″ по оси Y, 4″ по оси Z)
— высокая скорость резки (60″ за минуту)
— малое количество элементов (менее 30 уникальных)
— доступные элементы (все элементы можно купить в одном хозяйственном и трех online магазинах)
— возможность успешной обработки фанеры

Читайте также  Каким клеем склеить ленту для гриндера

Станки других людей

Вот несколько фото других станков, собравших по данной статье

Фото 1 – Chris с другом собрал станок, вырезав детали из 0,5″ акрила при помощи лазерной резки. Но все, кто работал с акрилом знают, что лазерная резка это хорошо, но акрил плохо переносит сверление, а в этом проекте есть много отверстий. Они сделали хорошую работу, больше информации можно найти в блоге Chris’a. Мне особенно понравилось изготовление 3D объекта при помощи 2D резов.

Фото 2 — Sam McCaskill сделал действительно хороший настольный станок с ЧПУ. Меня впечатлило то, что он не стал упрощать свою работу и вырезал все элементы вручную. Я впечатлён этим проектом.

Фото 3 — Angry Monk’s использовал детали из ДМФ, вырезанные при помощи лазерного резака и двигатели с зубчато-ремённой передачей, переделанные в двигатели с винтом.

Фото 4 — Bret Golab’s собрал станок и настроил его для работы с Linux CNC (я тоже пытался сделать это, но не смог из-за сложности). Если вы заинтересованы его настройками, вы можете связаться с ним. Он сделал великую работу!

Характеристики станка

Боюсь что у меня недостаточно опыта и знаний, чтобы объяснять основы ЧПУ, но на форуме сайта CNCZone.com есть обширный раздел, посвященный самодельным станкам, который очень помог мне.

Резак: Dremel или Dremel Type Tool

Параметры осей:

Ось X
Расстояние перемещения: 14″
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60″/мин
Ускорение: 1″/с2
Разрешение: 1/2000″
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Y
Расстояние перемещения: 10″
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60″/мин
Ускорение: 1″/с2
Разрешение: 1/2000″
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Z (вверх-вниз)
Расстояние перемещения: 4 »
Привод: Винт
Ускорение: .2″/с2
Скорость: 12″/мин
Разрешение: 1/8000 »
Импульсов на дюйм: 8000

Необходимые инструменты

Я стремился использовать популярные инструменты, которые можно приобрести в обычном магазине для мастеров.

Электроинструмент:
— ленточная пила или лобзик
— сверлильный станок (сверла 1/4″, 5/16″, 7/16″, 5/8″, 7/8″, 8мм (около 5/16″)), также называется Q
— принтер
— Dremel или аналогичный инструмент (для установки в готовый станок).

Ручной инструмент:
— резиновый молоток (для посадки элементов на места)
— шестигранники (5/64″, 1/16″)
— отвертка
— клеевой карандаш или аэрозольный клей
— разводной ключ (или торцевой ключ с трещоткой и головкой 7/16″)

Необходимые материалы

В прилагаемом PDF файле (CNC-Part-Summary.pdf) предоставлены все затраты и информация о каждом элементе. Здесь предоставлена только обобщенная информация.

Листы — $ 20
-Кусок 48″х48″ 1/2″ МДФ (подойдет любой листовой материал толщиной 1/2″ Я планирую использовать UHMW в следующей версии станка, но сейчас это выходит слишком дорого)
-Кусок 5″x5″ 3/4″ МДФ (этот кусок используется в качестве распорки, поэтому можете брать кусок любого материала 3/4″)

Двигатели и контроллеры — $ 255
-О выборе контроллеров и двигателей можно написать целую статью. Коротко говоря, необходим контроллер, способный управлять тремя двигателями и двигатели с крутящим моментом около 100 oz/in. Я купил двигатели и готовый контроллер, и всё работало хорошо.

Аппаратная часть — $ 275
-Я купил эти элементы в трех магазинах. Простые элементы я приобрёл в хозяйственном магазине, специализированные драйвера я купил на McMaster Carr (http://www.mcmaster.com), а подшипники, которых надо много, я купил у интернет-продавца, заплатив $40 за 100 штук (получается довольно выгодно, много подшипников остается для других проектов).

Программное обеспечение — (бесплатно)
-Необходима программа чтобы нарисовать вашу конструкцию (я использую CorelDraw), и сейчас я использую пробную версию Mach3, но у меня есть планы по переходу на LinuxCNC (открытый контролер станка, использующий Linux)

Головное устройство — (дополнительно)
-Я установил Dremel на свой станок, но если вы интересуетесь 3D печатью (например RepRap) вы можете установить свое устройство.

Печать шаблонов

У меня был некоторый опыт работы лобзиком, поэтому я решил приклеить шаблоны. Необходимо распечатать PDF файлы с шаблонами, размещенными на листе, наклеить лист на материал и вырезать детали.

Имя файла и материал:
Всё: CNC-Cut-Summary.pdf
0,5″ МДФ (35 8.5″x11″ листов с шаблонами): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0,75″ МДФ: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0,75″ алюминиевая трубка: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0,5 «MDF (1 48″x48» лист с шаблонами): CNC-(One 48×48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf

Примечание: Я прилагаю рисунки CorelDraw в оригинальном формате (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) для тех, кто хотел бы что то изменить.

Примечание: Есть два варианта файлов для МДФ 0,5″. Можно скачать файл с 35 страницами 8.5″х11″ (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3), PDF), или файл (CNC-(Один 48×48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf) с одним листом 48″x48″для печати на широкоформатном принтере.

Шаг за шагом:
1. Скачайте три PDF-файла с шаблонами.
2. Откройте каждый файл в Adobe Reader
3. Откройте окно печати
4. (ВАЖНО) отключите Масштабирование страниц.
5. Проверьте, что файл случайно не масштабировался. Первый раз я не сделал это, и распечатал всё в масштабе 90%, о чем сказано ниже.

Наклеивание и выпиливание элементов

Приклейте распечатаные шаблоны на МДФ и на алюминиевую трубу. Далее, просто вырезайте деталь по контуру.

Как было сказано выше, я случайно распечатал шаблоны в масштабе 90%, и не заметил этого до начала выпиливания. К сожалению, я не понимал этого до этой стадии. Я остался с шаблонами в масштабе 90% и, переехав через всю страну, я получил доступ к полноразмерному ЧПУ. Я не выдержал и вырезал элементы при помощи этого станка, но не смог просверлить их с обратной стороны. Именно поэтому все элементы на фотографиях без кусков шаблона.

Сверление

Я не считал сколько именно, но в этом проекте используется много отверстий. Отверстия, которые сверлятся на торцах особенно важны, но не пожалейте времени на них, и использовать резиновый молоток вам придется крайне редко.

Места с отверстиями в накладку друг на друга это попытка сделать канавки. Возможно, у вас есть станок с ЧПУ, на котором это можно сделать лучше.

Сборка

Если вы дошли до этого шага, то я поздравляю вас! Глядя на кучу элементов, довольно сложно представить, как собрать станок, поэтому я постарался сделать подробные инструкции, похожие на инструкции к LEGO. (прилагаемый PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Довольно интересно выглядят пошаговые фотографии сборки.

Готово!

Станок готов! Надеюсь, вы сделали и запустили его. Я надеюсь, что в статье не упущены важные детали и моменты. Вот видео, в котором показано вырезание станком узора на розовом пенопласте.

Обслуживание

Промышленное и самодельное оборудование требует постоянного обслуживания и соблюдения правил эксплуатации:

  1. Перед началом обработки деталей требуется проверить все крепежные элементы.
  2. После включения двигателя нельзя сразу же начинать работать. Шпиндель нужно разогреть.
  3. Перед выключением оборудования подвижному механизму необходимо дать остыть.
  4. При использовании воздушной системы требуется раз в неделю проверять состояние фильтров и прочищать их при загрязнении.
  5. Подшипники и подвижные элементы требуется очищать от накопившегося мусора после работы за станком. Дополнительно их нужно смазывать для лучшей работы и медленного загрязнения.
  6. Если используется водная система охлаждения, необходимо использовать смазочно-охлаждающие эмульсии, которые рекомендует производитель.
Читайте также  Парогенератор филипс не подает пар

При длительной эксплуатации необходимо наблюдать за состоянием подшипников и менять их, если появляются посторонние звуки. Иных расходов эта деталь не несет. При поломке составных частей конструкции требуется заменить их, но не восстанавливать. При больших нагрузках восстановленные детали сломаются по старым трещинам.

Шпиндель для фрезерного станка считается ключевым узлом, работе которого стоит уделять особое внимание. При выборе производственного оборудования достаточно соблюдать правила эксплуатации и вовремя обслуживать подвижные элементы, чтобы станок проработал более 10-ти лет.

Токарный станочек-мини

Самодельный маленький токарный станочек по дереву умельцы ухитряются сделать, потратив 30 минут времени. Материал для изготовления древесно-стружечная плита толщиной 20 миллиметров или толстослойная фанера. Устройство имеет такую схему:

  • основание 540х260х20 миллиметров;
  • стойка под электродрель 150х100х20 миллиметров.

Задняя бабка изготавливается из двух прямоугольных брусков, собранных в конструкцию под прямым углом. В стойке сверлится посадочное отверстие под электродрель, делается фиксатор для надёжного крепления. Стойка неподвижно закреплена к основанию. В задней бабке просверлено отверстие для винта, торец которого заточен под конус. Это упорный центр. Импровизированная задняя бабка перемещается по направляющей прорези, фиксируется в один оборот эксцентрика. Подручник изготовлен из рейки, прикреплённой к основанию.

Такая простая самоделка даст возможность без проблем выточить из дерева ручку к напильнику или вал качалки для теста. Да и вообще, обработка дерева — очень интересное занятие.

Originally posted 2018-03-28 15:31:16.