Станок ЧПУ своими руками

Содержание

Работы подготовительного этапа

Чтобы сделать самодельный ЧПУ для фрезерования, есть два варианта:

  1. Берёте готовый ходовой набор деталей (специально подобранные узлы), из которого собираем оборудование самостоятельно.
  2. Найти (изготовить) все комплектующие и приступить к сборке ЧПУ станка своими руками, который бы отвечал всем требованиям.

Важно определиться с предназначением, размерами и дизайном (как обойтись без рисунка самодельного станка ЧПУ), подыскать схемы для его изготовления, приобрести или изготовить некоторые детали, которые для этого нужны, обзавестись ходовыми винтами.

Есть различные примеры выбора варианта. Зачастую выполняют станок из МДФ, многие используют фанеру для изготовления самого рабочего стола, других деталей, также для направляющих можно купить трубу нержавеющую.

Возможна схема фрезерного станка с ЧПУ, в котором взяли, как основу, старый сверлильный станок, и рабочую головку со сверлом заменили на фрезерную.

А для этого нужно сконструировать механизм (в его конструкции есть подшипник), отвечающий за то, чтобы инструмент перемещался в трех плоскостях (по осях). Обычно его собирают на базе кареток принтера. Когда выполнена сборка по такой принципиальной схеме, останется подключить к устройству программное управление.

Но на таком самодельном станке, вследствие недостаточной жесткости кареток, будет возможность освоить производство печатных плат, выполнять обработку только пластиковых заготовок, древесины и тонкого листового металла. Для ЧПУ станка и полноценных фрезерных операций на нем, нужен мощный двигатель и хорошая электроника. И, в частности, печатная плата.

Если принято решение создать станок ЧПУ своими руками и обойтись без готовых наборов узлов и механизмов, крепёжных деталей, нужна та схема, собранный по которой станок будет работать.

Обычно, найдя принципиальную схему устройства, сначала моделируют все детали станка, готовят технические чертежи, а потом по ним на токарном и фрезерном станках (иногда надо использовать и сверлильный) изготовляют комплектующие из фанеры или алюминия. Чаще всего, рабочие поверхности (называют еще рабочим столом) – фанерные с толщиной 18 мм.

Сборка некоторых важных узлов станка

В станке, который вы начали собирать собственноручно, надо предусмотреть ряд ответственных узлов, обеспечивающих вертикальное перемещение рабочего инструмента. В этом перечне:

  • винтовая передача – вращение передаётся, используя зубчатый ремень. Он хорош тем, что не проскальзывают на шкивах, равномерно передавая усилия на вал фрезерного оборудования;
  • если используют шаговый двигатель (ШД) для мини-станка, желательно брать каретку от более габаритной модели принтера – помощнее; старые матричные печатные устройства имели достаточно мощные электродвигатели;

  • для трёхкоординатного устройства, понадобится три ШД. Хорошо, если в каждом найдётся 5 проводов управления, функционал мини-станка возрастёт. Стоит оценить величину параметров: напряжения питания, сопротивления обмотки и угла поворота ШД за один шаг. Для подключения каждого ШД нужен отдельный контроллер;
  • с помощью винтов, вращательное движение от ШД преобразуется в линейное. Для достижения высокой точности, многие считают нужным иметь шарико-винтовые пары (ШВП), но это комплектующая не из дешевых. Подбирая для монтажа блоков набор гаек и крепежных винтов, выбирают их со вставками из пластика, это уменьшает трение и исключает люфты;

  • вместо двигателя шагового типа, можно взять обычный электромотор, после небольшой доработки;
  • вертикальная ось, которая обеспечивает перемещение инструмента в 3D, охвачивая весь координатный стол. Её изготовляют из алюминиевой плиты. Важно, чтобы размеры оси были подогнаны к габаритам устройства. При наличии муфельной печи, ось можно отлить по размерам чертежей.

Ниже – чертёж, сделанный в трёх проекциях: вид сбоку, сзади, и сверху.

Максимум внимания – станине

Необходимая жесткость станку обеспечивается за счёт станины. На нее устанавливают подвижной портал, систему рельсовых направляющих, ШД, рабочую поверхность, ось Z и шпиндель.

К примеру, один из создателей самодельного станка ЧПУ, несущую раму сделал из алюминиевого профиля Maytec – две детали (сечение 40х80 мм) и две торцевые пластины толщиной 10 мм из этого же материала, соединив элементы алюминиевыми уголками. Конструкция усилена, внутри рамы сделано рамку из профилей меньших размеров в форме квадрата.

Станина монтируется без использования соединений сварного типа (сварным швам плохо удаётся переносить вибронагрузки). В качестве крепления лучше использовать Т-образные гайки. На торцевых пластинах предусмотрена установка блока подшипников для установки ходового винта. Понадобится подшипник скольжения и шпиндельный подшипник.

Основной задачей сделанному своими руками станку с ЧПУ умелец определил изготовление деталей из алюминия. Поскольку ему подходили заготовки с максимальной толщиной 60 мм, он сделал просвет портала 125 мм (это расстояние от верхней поперечной балки до рабочей поверхности).

Этот непростой процесс монтажа

Собрать самодельные ЧПУ станки, после подготовки комплектующих, лучше строго по чертежу, чтобы они работали. Процесс сборки, применяя ходовые винты, стоит выполнять в такой последовательности:

  • знающий умелец начинает с крепления на корпусе первых двух ШД – за вертикальной осью оборудования. Один отвечает за горизонтальное перемещение фрезерной головки (рельсовые направляющие), а второй за перемещение в вертикальной плоскости;
  • подвижной портал, перемещающийся по оси X, несет фрезерный шпиндель и суппорт (ось z). Чем выше будет портал, тем большую заготовку удастся обработать. Но у высокого портала, в процессе обработки, – снижается устойчивость к возникающим нагрузкам;

  • для крепления ШД оси Z, линейных направляющих используют переднюю, заднюю, верхнюю, среднюю и нижнюю пластины. Там же сделайте ложемент фрезерного шпинделя;
  • привод собирают из тщательно подобранных гайки и шпильки. Чтобы зафиксировать вал электродвигателя и присоединить к шпильке, используют резиновую обмотку толстого электрокабеля. В качестве фиксатора могут быть винты, вставленные в нейлоновую втулку.

Затем начинается сборка остальных узлов и агрегатов самоделки.

Монтируем электронную начинку станка

Чтобы сделать своими руками ЧПУ станок и управлять ним, надо оперировать правильно подобранным числовым программным управлением, качественными печатными платами и электронными комплектующими (особенно если они китайские), что позволит на станке с ЧПУ реализовать все функциональные возможности, обрабатывая деталь сложной конфигурации.

Для того, чтобы не было проблем в управлении, у самодельных станков с ЧПУ, среди узлов, есть обязательные:

  • шаговые двигатели, некоторые остановились напримере Nema;
  • порт LPT, через который блок управления ЧПУ можно подключить к станку;
  • драйверы для контроллеров, их устанавливают на фрезерный мини-станок, подключая в соответствии со схемой;

  • платы коммутации (контроллеры);
  • блок электропитания на 36В с понижающим трансформатором, преобразующем в 5В для питания управляющей цепи;
  • ноутбук или ПК;
  • кнопка, отвечающая за аварийную остановку.

Только после этого станки с ЧПУ проходят проверку (при этом умелец сделает его пробный запуск, загрузив все программы), выявляются и устраняются имеющиеся недостатки.

Вместо заключения

Как видите, сделать ЧПУ, которое не уступит китайским моделям, – реально. Сделав комплект запчастей с нужным размером, имея качественные подшипники и достаточно крепежа для сборки, эта задача – под силу тем, кто заинтересован в программной технике. Примера долго искать не придётся.

На фото внизу – некоторые образцы станков, имеющих числовое управление, которые сделаны такими же умельцами, не профессионалами. Ни одна деталь не делалась поспешно, произвольным размером, а подходящая к блоку с большой точностью, с тщательным выверением осей, применением качественных ходовых винтов и с надёжными подшипниками. Верно утверждение: как соберешь, так и работать будешь.

На ЧПУ выполняется обработка дюралевой заготовки. Таким станком, который собрал умелец, можно выполнить много фрезерных работ.

Еще один образец собранного станка, где плиту ДВП используют как рабочий стол, на котором возможно изготовление печатной платы.

Каждый, кто начнет делать первое устройство, скоро перейдет и к другим станкам. Возможно, захочет испытать себя в качестве сборщика сверлильного агрегата и, незаметно, пополнит армию умельцев, собравших немало самодельных устройств. Занятия техническим творчеством сделают жизнь людей интересной, разнообразной и насыщенной.

Советы по изготовлению фрезерного стола своими руками

При покупке фрезерной машины не всегда возможно определить для неё точные задачи и объем выполняемых работ. Поэтому мастер, задумавшись о покупке, пытается найти универсальный вариант, совместить точность в обработке на станке и компактность ручной фрезерной машины.

В этой статье мы рассмотрим компромиссный вариант – стол для ручного фрезера своими руками, чертежи этого приспособления и конструктивных элементов прилагаются ниже.

Чтобы сделать фрезерный стол своими руками, чертежи которого можно без труда найти в интернете, или купить готовый вариант, нужно представлять хоть малейшее представление об их конструкциях.

Рабочий процесс ручной фрезы состоит в передвижении инструмента по плоскости обрабатываемой детали. Если фрезер стационарно закрепить и перемещать заготовку, то ручная машинка становится фрезерным станком. Он занимает ненамного больше пространство, нежели ручной или портативный вариант, и имеет неоспоримые преимущества перед компактными моделями.

Р яд фрезерных операций предпочтительно выполнять только в стационарном положении – выборку пазов и канавок, всевозможные способы обработки кромок изделий и закладку шиповых соединений.

Первое, что сделаем при изготовлении своими руками стола для ручного фрезера, — это выберем место размещения. Необходимо понимать в какой конструкции будет изготавливаться стол: агрегатный, съёмный или стационарный.

В зависимости от периодичности использования фрезерного стола выбирается его вид. Если он используется редко, то подойдёт портативный вариант. Если же мастер работает каждый день, то своими руками изготовим отдельно стоящий стационарный стол. Конструкция портативного фрезерного станка позволяет снять с конструкции ручной фрезер, а после выполнения работы снова смонтировать его.

Основные элементы фрезерного стола

Рассмотрим вариант – стол для ручного фрезера, который несложно сделать своими руками, не прибегая к посторонней помощи.

Полноценный фрезерный станок сложно представить без основных элементов его конструкции:

  • станина;
  • столешница;
  • монтажная пластина;
  • продольный упор;
  • прижимные гребни.

Станина

Собрать своими руками стол для ручного фрезера можно из подручных материалов (обрезки фанерного листа, ДСП, обрезная доска, металлические уголки, трубы). Станину для станка сколотим из досок либо используем старый стол, тумбочку. Подойдёт все, что позволит жёстко и устойчиво реагировать на вибрацию фрезерной машинки и будет выполнять функции несущей конструкции станка.

Делая своими руками станину станка, мастер должен правильно подобрать высоту под себя. Только при учёте особенностей оператора (рост, длина рук и прочее) рабочий процесс будет проходить в комфортных условиях без вреда для здоровья.

Столешница

Для рабочей поверхности удобно использовать кухонную столешницу. Но этот вариант актуален, если вы поменяли кухонную мебель и старая столешница лежит без дела. В ином случае, проще использовать фанеру.

Рекомендована толщина для столешницы от 16 мм, поэтому листы фанеры 8 мм склеивают между собой, что позволяет получить прочный и надёжный стол для ручного фрезера. Для улучшения скольжения поверхность столешницы покрывают листом текстолита, что упростит подачу заготовки к рабочему органу фрезерного станка.

Размеры столешницы напрямую зависят от размеров обрабатываемых заготовок, меняется ширина столешницы, а глубина и толщина неизменны. На рисунке изображена столешница, размеры которой подойдут для выполнения большинства работ. Соблюдение размеров не является обязательным, каждый мастер изменяет их под конкретные условия и требования.

В центре столешницы вырезают отверстие для крепления фрезерной машинки. Размеры этого отверстия больше посадочной пластины фрезерной машинки. Края отверстия фальцуются для установки монтажной пластины, к которой и монтируется фреза. Глубина фальца равна толщине монтажной пластины, чтобы она была заподлицо с поверхностью стола.

Для большей функциональности станка и возможности обработки деталей разных размеров в столешнице выбираются пазы. В них устанавливается направляющий профиль для стандартной каретки с упором, который позволяет фиксировать продольный упор и горизонтальный прижимной гребень в необходимом положении.

Монтажная пластина

Монтажная пластина необходима для крепления фрезера к столу. Изготавливается она из прочных материалов таких как: металл, пластик, текстолит, фанера. Для закрепления используются саморезы с потайной головкой. Для удобства контроля за размерами обрабатываемой детали на пластину закрепляется линейка.

Пластина должна плотно садиться в своё посадочное место на столешнице станка. Её толщина не превышает 6 мм, и это ее преимущество перед креплением фрезера непосредственно на нижнюю часть столешницы. Малая толщина пластины увеличивает глубину фрезерования и позволяет беспрепятственно демонтировать фрезер своими руками. Отверстие в пластине больше используемой фрезы. Диаметр фрез варьируется от 3 мм до 76 мм, поэтому рекомендуется использовать пластины со сменными кольцами для изменения отверстия под фрезу.

Продольный упор

При выполнении фрезерных операций необходим продольный упор, который направляет заготовку по столу. Выполненный своими руками результат работы, будет точным, если упор гладкий по длине и перпендикулярный поверхности столешницы. Упор может быть цельным и оснащённым подвижными накладками, которые позволяют регулировать зазоры вокруг фрезы.

На продольном упоре размещается вертикальная прижимная гребёнка, которая фиксирует заготовку в вертикальном направлении. Оснащённый патрубком, упор позволяет подключить шланг пылесоса в непосредственной близости от рабочего органа, что позволяет устранять опилки и пыль с рабочего места.

Продольный упор (вид спереди )

Продольный упор (вид сзади )

Прижимные гребни

Для фиксации заготовки к рабочей поверхности и продольному упору устанавливают вертикальные и горизонтальные прижимные гребни.

Вертикальный гребень размещается на конструкции упора. За счёт продольного отверстия в стенке упора гребень перемещается в вертикальной плоскости и может фиксироваться на любой высоте крепёжными элементами.

Горизонтальный прижимной упор размещается на столешнице фрезерного станка. Благодаря продольному направляющему профилю на столешнице прижимная гребёнка перемещается вдоль и поперёк в горизонтальной плоскости.

Изготовление фрезерного стола своими руками: чертежи, видео и фото

Вопросом о том, как самостоятельно изготовить фрезерный стол, задаются многие домашние мастера. Это объяснимо: оборудование, на котором фрезер зафиксирован неподвижно, а заготовка движется по специально оборудованному для этого рабочему столу, во многих случаях намного удобнее в использовании. Зачастую при работе с ручным фрезером заготовку закрепляют на обычном столе, а все манипуляции проводят самим инструментом, что не позволяет соблюсти точность обработки.

Сделать своими руками фрезерный стол не так уж сложно

Фрезерный стол значительно повышает производительность труда и эффективность работы с ручным фрезером. Приобретать серийную модель такого стола для своего домашнего фрезерного станка зачастую невыгодно. Намного экономичнее изготовить фрезерный стол своими руками. Это не займет много времени и потребует очень незначительных финансовых затрат. Справиться с такой задачей при желании может любой домашний мастер.

Используя самодельный стол для ручного фрезера при обработке изделий из древесины, можно добиться результатов, которые позволяют получить профессиональные фрезерные станки. С помощью такого несложного приспособления качественно выполняют целый перечень технологических операций: вырезание фигурных отверстий и проделывание различных прорезей и пазов в заготовке, изготовление соединительных элементов, обработка и профилирование кромок.

С устройством фрезерного стола заводского производства можно ознакомиться на видео ниже. Мы постараемся сделать не хуже, а в чем-то даже лучше и, что весьма немаловажно, дешевле.

Самодельный фрезерный стол, которым вы оснастите свой домашний станок, даст вам возможность выполнять обработку не только деревянных заготовок, но и изделий, которые выполнены из ДСП, МДФ, пластика и др. С помощью такого самодельного фрезерного стола вы сможете делать пазы и шлицы, обрабатывать элементы шпунтовых соединений и соединений «шип-паз», снимать фаски и создавать декоративные профили.

Самодельный стол для фрезера, изготовление которого не потребует больших финансовых затрат, позволит вам оснастить свою домашнюю мастерскую настоящим деревообрабатывающим станком. Необходимо будет только закрепить сам инструмент – ручной фрезер, для чего можно использовать стойку сверлильного станка или верстак. Не случайно, многие производственные компании занялись изготовлением именно фрезерных столов и аксессуаров к ним, но за такое приспособление придется отдать приличную сумму денег. Самодельный стол для оснащения фрезерного станка, если его сделать в соответствии с чертежами, которые мы разберем в данной статье, по своей функциональности ничем не уступает моделям, выпущенным в производственных условиях, а обойдется он значительно дешевле.

Конструкция фрезерного стола

При желании можно сделать фрезерный самодельный стол из обычного верстака, но лучше изготовить специальную конструкцию. Объясняется это тем, что станок с фрезой создает при работе сильную вибрацию, поэтому станина, используемая для фиксации фрезера, должна отличаться высокой устойчивостью и надежностью. Следует также учитывать и то, что само фрезерное устройство крепится к нижней части столешницы для фрезерного стола, поэтому под ней должно быть достаточно свободного места.

При креплении устройства к столешнице самодельного стола для ручного фрезера используется монтажная пластина, которая должна обладать высокой прочностью и жесткостью, либо специальные прижимы для фрезерного станка. Такая пластина может быть изготовлена из металлического листа, текстолита или прочной фанеры. На подошвах большинства моделей фрезеров уже есть резьбовые отверстия, они и нужны для соединения такого устройства со столешницей и монтажной пластиной. Если таких отверстий нет, можно просверлить их самостоятельно и нарезать в них резьбу либо использовать специальные прижимы для фрезерного станка.

Фрезы для различных видов обработки на фрезерном столе

Прижимы для фрезерного станка или монтажная пластина должны располагаться на одном уровне со столешницей, для этого в последней делается выборка соответствующих размеров. В пластине необходимо просверлить несколько отверстий, одни из которых необходимы для ее соединения со столешницей при помощи саморезов, а другие – для того, чтобы такая пластина могла быть зафиксирована на подошве фрезера. Винты и саморезы, которые вы будете использовать, должны быть обязательно с потайной головкой.

Чтобы сделать включение своего самодельного фрезерного станка более удобным, на столешнице можно расположить обычную кнопку, а также кнопку-грибок, которая сделает ваше устройство еще и более безопасным в работе. Для повышения удобства своего домашнего станка можно закрепить на поверхности фрезерного стола, изготовленного для ручного фрезера своими руками, длинную металлическую линейку.

Прежде чем начинать конструировать фрезерный координатный стол своими руками, необходимо определить место, где он будет располагаться, а также решить, какой тип фрезерного оборудования вы хотите изготовить. Так, можно сделать агрегатный фрезер своими руками (стол будет располагаться с боковой части пильного оборудования, служить его расширением), компактный настольный станок, отдельно стоящее стационарное оборудование.

Остановить свой выбор на компактном настольном оборудовании для работы по дереву и другим материалам можно в том случае, если вы обращаетесь к нему нерегулярно или часто используете его вне своей мастерской. Такая установка, которую отличают небольшие размеры, занимает совсем немного места, а при желании, ее можно повесить на стену.

Если размеры вашей мастерской позволяют, то под фрезер лучше приспособить основу стационарного фрезерного станка, работать на котором намного удобнее, чем на настольном оборудовании. Чтобы сделать такое устройство более мобильным, его можно поставить на колеса, с помощью которых вы сможете легко менять его месторасположение.

Простой самодельный фрезерный стол. Есть вопросы к общей прочности, но зато дешево и сердито.

Простейший фрезерный стол или стол для сверлильного станка можно сделать очень быстро. Для изготовления такой конструкции, легко располагающейся и на обычном рабочем столе, вам понадобится лист ДСП, на котором закрепляются направляющие элементы. В качестве такой направляющей, которая может использоваться в качестве параллельного упора для фрезерного стола, подойдет обычная доска небольшой толщины, которая крепится к столешнице при помощи болтовых соединений. При необходимости, параллельно можно прикрепить вторую такую доску, которая будет служить ограничительным упором.

ВДля врезки фрезера в стол в листе из ДСП необходимо будет сделать отверстие для его размещения, а фиксироваться на столешнице, он будет при помощи двух струбцин. После этого изготовление фрезерного стола можно считать законченным. Чтобы сделать использование такой конструкции более удобным, на столешнице можно разместить простейшие прижимы для фрезерного станка.

Изготовление станины и столешницы

Станина самодельной фрезерной установки должна обладать высокой устойчивостью и надежностью, так как именно на нее будут приходиться основные нагрузки. Конструктивно она представляет собой каркас с опорами, на котором фиксируется столешница. В качестве материала для изготовления каркаса станины можно использовать соединяемые сваркой металлические профили, ДСП, МДФ, дерево. Желательно сначала подготовить чертежи такого устройства. На них необходимо обозначить все элементы конструкции и их размеры, зависящие от габаритов деталей, которые планируется обрабатывать на таком фрезерном оборудовании.

Варианты обработки различными видами фрез

Нижнюю часть станины со стороны ее передней части необходимо углубить на 100–200 мм, чтобы ногам оператора фрезерного станка ничего не мешало. Если вы собираетесь обрабатывать на своем самодельном станке накладки для дверей и торцы фасадов для них, то размеры станины могут быть следующими: 900х500х1500 (высота, глубина, ширина).

Одной из значимых характеристик станины для самодельного фрезерного станка является ее высота, от которой зависит удобство работы на таком оборудовании. По требованиям эргономики наиболее подходящая высота оборудования, за которым работают стоя, — 850–900 мм. Нижние части опор станины желательно сделать регулируемыми. Это даст возможность не только компенсировать неровности пола, но и в случае необходимости, менять высоту фрезерного стола. Для изготовления поворотного стола своими руками достаточно зафиксировать на его ножках специальные колесики.

Сборка примерно такого стола рассмотрена в варианте №2

Сделать фрезерный стол, отличающийся невысокой ценой, высокой надежностью, можно из столешницы старого кухонного стола. Такие столешницы, как правило, изготовлены из листа ДСП толщиной 26 или 36 мм, покрытого износостойким пластиком. Их поверхность обеспечивает хорошее скольжение заготовки, а основа из ДСП отлично гасит возникающие при работе оборудования вибрации. Если делать рабочий стол для станка своими руками, то для этих целей подойдут плиты из МДФ и ДСП (ЛДСП) толщиной от 16 мм.

Как сделать монтажную пластину

Поскольку столешница самодельного фрезерного станка обладает достаточно большой толщиной, то монтажная пластина для крепления фрезера должна иметь минимальную толщину. Это позволит максимально задействовать вылет режущего инструмента. Понятно, что такая пластина при минимальной толщине должна отличаться высокой прочностью и жесткостью.

Пластину можно сделать из металла либо из материала, который не уступает ему по свой прочности, — текстолита. Толщина листа текстолита должна находиться в пределах 4–8 мм. Воспользовавшись предварительно подготовленными чертежами, из такого листа вырезают прямоугольную деталь, в центре которой делается отверстие. Размеры последнего соответствует диаметру отверстия в подошве фрезера.

Вариант исполнения лифта фрезера

Соединение пластины с подошвой фрезера и самим столом, как уже было сказано выше, обеспечивается за счет отверстий, выполненных в ней, и ответных резьбовых отверстий в подошве фрезера. Отверстия для фиксации пластин к поверхности стола, которые используются как прижимы для фрезерного станка, делаются по четырем их углам.

Размеры и расположение отверстий для соединения пластины с фрезером должны полностью соответствовать отверстиям, расположенным на подошве инструмента. Чтобы не ошибиться при изготовлении пластины, необходимо предварительно подготовить ее чертеж, на котором надо указать габаритные размеры этой детали, диаметры и расположение на ней всех отверстий. При желании можно зафиксировать ее на поверхности стола, используя скобы-прижимы.

Видео с подробным рассказом о постройке фрезерного стола, функционал и удобство которого весьма высоки, но и сложность изготовления также очень серьезная. Для большинства мастеров такой стол будет излишне сложным, но, возможно, кто-то почерпнет полезные идеи при создании своего собственного оборудования.

Сборка фрезерного стола

Универсальный фрезерный стол или координатный стол для сверлильного станка начинают собирать с крепления столешницы на готовую станину. Монтажную пластину прикладывают к тому месту столешницы, где она по чертежу должна быть размещена, обводят ее контур карандашом. Необходимо это для того, чтобы по обозначенному контуру выбрать для пластины углубление, для чего используют ручной фрезер с инструментом диаметром 6–10 мм. Размер этого углубления должен быть таким, чтобы пластина легла в него на одном уровне с поверхностью столешницы.

Сделать круглой фрезой углубление с прямыми углами не получится, поэтому на самой пластине углы тоже надо скруглить при помощи напильника. После фиксации в столешнице необходимо сделать в монтажной пластине отверстие с размерами, соответствующими диаметру подошвы фрезера. Делается оно при помощи прямой фрезы, толщина которой должна быть больше, чем у самой столешницы.

Когда требования с оборудованию невелики и связываться с самоделками нет желания, можно купить нечто подобное тому, что изображено на фото ниже.

PROMA ценой около 6 тысяч рублей — один из самых дешевых заводских фрезерных столиков

Для выполнения такой операции вам не потребуется чертеж, так как она не требует высокой точности. С обратной стороны столешницы также необходимо выбрать некоторое количество материала, так как в нижней части стола надо будет размещать кожух пылеуловителя и другие приспособления. Чтобы быстро выполнить все вышеописанные операции, можно ориентироваться на размещенные в этой статье чертежи или фото.

Заключительным этапом сборки самодельного фрезерного стола является соединение всех его конструктивных элементов. Сначала с нижней части столешницы заводится фрезер, его подошва прикручивается к монтажной пластине. Затем сама пластина крепится к верхней поверхности столешницы при помощи саморезов с потайными головками, которые должны быть полностью утоплены в подготовленные отверстия. Только после выполнения этих операций сама столешница надежно закрепляется на станине.

Привод для самодельного фрезерного станка

Для того чтобы сделанный вами самодельный фрезер по дереву отличался высокой производительностью и функциональностью, необходимо оснастить его электроприводом достаточной мощности. Если вы планируете использовать свой станок для обработки деталей из дерева с неглубокой выборкой, для него будет вполне достаточно электродвигателя с мощностью 500 Вт. Однако оборудование с приводом невысокой мощности будет часто отключаться, что сведет на нет всю экономию от приобретения слабого электродвигателя.

Оптимальным выбором для подобных станков являются электродвигатели, мощность которых начинается от 1100 Вт. Такой электродвигатель с мощностью, варьирующейся в пределах 1–2 кВт, позволит вам применять свое самодельное устройство как настоящий фрезерный станок по обработке изделий из древесины. Кроме того, вы можете использовать на таком станке фрезы любого типа. Для оснащения привода станка можно использовать электродвигатели, которые устанавливаются на стационарном оборудовании (например, на сверлильных станках), а также на ручных инструментах (дрели, болгарки, ручные фрезеры).

Более серьезное заводское оборудование стоит уже существенно дороже. К примеру, цена такого стола Kreg начинается с 22 тысяч рублей

Обращать внимание следует не только на мощность, но и на оборотистость электродвигателя. Чем выше этот показатель, тем лучшего качества будет получаться рез. Электродвигатели, как известно, могут быть рассчитаны на питание от электрической сети с напряжением 220 и 380 В. С подключением первых никаких проблем не возникнет, а вот трехфазные асинхронные двигатели придется запитывать при помощи специальной схемы «звезда-треугольник». Подключение по такой схеме даст возможность использовать электродвигатель на его максимальной мощности и обеспечит ему плавный запуск. А если напрямую подключить такой электромотор к сети с напряжением 220 В, то вы потеряете 30–50% его мощности.

Безопасность при работе на самодельном фрезерном столе

Изготавливая фрезер по дереву своими руками, обеспечьте безопасность работы на таком оборудовании. В первую очередь, необходимо оснастить свой самодельный станок защитным экраном. Как устроены такие экраны, иллюстрируют фото и чертежи профессионального оборудования. Обязательным элементом вашего самодельного оборудования должна быть кнопка экстренной остановки, так называемый грибок. Размещать ее следует в легкодоступном месте, а кнопку запуска надо закрепить в том месте, где будет исключено ее случайное нажатие.

Позаботьтесь о том, чтобы зона обработки была хорошо подсвечена, так как именно она является самым опасным местом любого оборудования. Если в ходе работы вам необходимо часто менять вылет фрезы, стоит изготовить ручное или автоматическое устройство подъема-опускания инструмента (лифт). Создав лифт для фрезера своими руками, вы сможете более эффективно использовать свое самодельное фрезерное оборудование и сделаете работу на нем комфортной и безопасной. Различные конструкции таких лифтов, также можно найти в Интернете.

При желании и необходимости, можно постоянно модернизировать свое самодельное оборудование и превратить его со временем в полноценный координатный станок с поворотным рабочим столом, на котором можно будет выполнять сверление, фрезерование и многие другие технологические операции.

РадиоКот >Лаборатория >Радиолюбительские технологии >

Теги статьи: Добавить тег

Электроника и механика домашнего 3-х координатного станка ЧПУ (Hobby CNC).

Автор — Геннадий Гармаш.
Gennadiy.V@gmail.com
www.picping.narod.ru
Опубликовано 25.05.2010.

Станочек получился достаточно дешев и практичен. Для сборки не требуется ничего кроме отвертки и паяльника. То, что получилось и работает:

Рабочее поле 330*220*120 мм
Шаговики от 5″ дисководов + ШИМ
Сам станок из ДСП
Практическая точность 0,1 мм
Печатные платы фрезерует и сверлит на ура. Пока пробовал обрабатывать дерево, пластики, алюминий. Передние панели, гравировку, резку.
Как пример — гравировка по анодированному алюминию:

Фрагмент фрезерованной и просверленной печатной платы. DIP, SMD 0805:

Теперь более подробно.
Станочек задумывался давно, но руки дошли только сейчас. Все механические элементы выполнены из неламинированной ДСП. Благо сейчас есть много фирм, продающих ее с порезкой по чертежу. Как выяснилось, порезка выполнена достаточно точно. Лист плюс порезка деталей на три станка обошлось меньше 200 грн. Шариковые направляющие, тяговые винты (мебельная шпилька М6) саморезы, винты, и прочие метизы были куплены в хозяйственном магазине на сумму менее 80 грн. На рынке дополнительно покупались шарикоподшипники с внутренним диметром 6мм и кусок армированного силиконового шланга диаметром 5мм длинной 30 см. Обрезки листового алюминия, микросхемы простой логики, три двигателя от 5″ дисководов, Вентилятор от блока питания для мини-пылесоса, и прочее было найдено в кладовке. К этому добавилось несколько выходных и станок готов.
Часть первая:
Электроника станка.
Все выполнено на одной печатной плате, куда подключается все внешние элементы: шаговые двигатели, концевые выключатели по всем осям в обоих направлениях, розетка для главного привода (у меня DREMEL 300), вентилятор мини-пылесоса, стандартный трансформатор питания. Все подключается с помощью разъемов и клемников. На этой же плате установлен разъем для связи с компьютером через LPT порт.
Схема:

Как видно из схемы, дефицитных или просто дорогих деталей нет совсем, практически все можно выпаять из старых компьютерных плат,»спектрумов», горевших свитчей и прочего хлама из кладовки.
Схемой предусмотрено программное управление включением шпинделя, включением мини-пылесоса, подключение дополнительных инструментов (например электромагниты для ударной гравировки) и дополнительных датчиков.
Схема представляет собой трех-координатный контроллер STEP/DIR с датчиками начального и конечного положения по осям, полный шаг, одновременно питаются две обмотки шагового двигателя для увеличения момента. В цепи питания каждого ШД стоит импульсный стабилизатор тока, который обеспечивает ШИМ режим питания. В итоге получается приличная скорость без снижения момента на валу ШД. Напряжения удержания на ШД — 12-15 вольт, в режиме быстрого шага — до 30 вольт, но при этом так в обмотках тот же. Переменными резисторами устанавливаем напряжение удержания в покое (номинальный ток для 12 -вольтового двигателя). Реле подключает высоковольтные потребители к сети, у меня таковым является главный привод — гравировальная машинка «DREMEL 300».
К компьютеру контроллер подключается к порту LPT стандартным кабелем. Электроника станка не требует принудительного охлаждения и практически не греется, чего не скажешь о двигателях. В процессе работы они нагреваются до 45-50 градусов и в дальнейшем к ним были приклеены подходящие радиаторы. Как выяснилось потом в основном для самоуспокоения, так как они работоспособны до 90 градусов. Зато руки не обжигает.
Вся электроника расположена в задней нише станка и закрыта от посторонних глаз, грязи и шаловливых ручек. Ведь там кое-где есть и небезопасное напряжение 220В.
Разъемы справа схемы сверху вниз:
— Шаговый двигатель оси Х (цвета указанны согласно цветам проводов из шагового двигателя);
— Шаговый двигатель оси Y;
— Шаговый двигатель оси Z;
— Подключение дополнительного инструмента (СОЖ , обдув, свет, элктро-ударник и т.п.);
Разъем FAN — мини-пылесос;
Разъем EXT — на будущее, пока не задействован;
Концевые выключатели:
S1 — Авария «грибок»;
S2 — три выключателя в параллель, по концам трех осей перемещения;
S3 — нулевое положение оси X;
S4 — нулевое положение оси Y;
S5 — нулевое положение оси Z;
Реле 1 управляет главным приводом, второе пока не задействовано.
Для управления станком использовал программы Kcam4 Mach3. Они понимают разные форматы файлов фрезеровки и сверловки из программ Corel, SprintLayout, Pcad, AutoCad, Компас и других. Так в примере шрифты набраны в Corel, печатная плата сделана в SprintLayout.
Печатная плата.
Плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите по методу ЛУТ размером 141*94мм с частичным применением SMD элементов. При правильной сборке в налаживании не нуждается. Уже на станке необходимо выставить напряжения удержания для конкретных двигателей.

Фотографии собранной платы предыдущей версии:

Двигатели.
Применены шаговые двигатели от 5″ советских дисководов, как на фото.

Перед установкой протянуть болты по краям и промазать лаком/краской , чтобы сами не раскручивались. Для снятия напрессованной алюминиевой бобышки пришлось попотеть. Сначала феном паяльной станции ее надо хорошо нагреть, затем при помощи двух больших одинаковых плоских отверток аккуратно снять , не допуская изгибающего усилия на вал двигателя. Разбирать двигатель не рекомендую , собрать будет крайне тяжело, ротор будет затирать за статор. Если двигатели давно валялись в пыли, можно продуть хорошо и смазать подшипники машинным маслом.
Разъемы от двигателей были срезаны и провод был удлинен шестижильным кабелем 6х0,22 без экрана для видеонаблюдения/охранных сигнализаций до необходимой длинны.(обрезки были отобраны у монтера на работе) Цвета жил практически совпали с цветами выводов шагового двигателя и это исключило путаницу с обмотками.
ДСП и раскрой листа.
В общем, из картинки заказа все ясно. Это комплект на три станка, для одного количество каждой детали поделить на три. Одна деталь потом будет дорабатываться электролобзиком. На чертеже указанны номера деталей, потом при сборке или на фото я буду ссылаться на эти номера.

Деталь номер 5 надо доработать, выпилить ножовкой или электролобзиком. Можно заказать сразу фигурную, но на порезке за это запросили просто непомерную сумму, и было решено выпилить самому.
Вот чертеж того, что должно получиться.

Идем в хозяйственный магазин и на рынок.
Нам понадобятся мебельные шариковые направляющие, примерно вот такие:

Мои немного отличались от чертежа, но принцип такой-же.
Понадобятся по 4 штуки длинной 185 мм, 215 мм, 280 мм (размер «А» по чертежу). В хозмаге были примерно по 6-8 грн за пару.
Подшипники. Купил 6 штук с маркировкой 626RS. Внутренний диаметр 6мм, наружный 19мм, толщина 6мм.
Ходовые винты. Было куплено две резьбовые шпильки с резьбой М6 длинной 1 метр каждая.
Метизы.

Точное количество не скажу, все покупалось пакетиками по 20-50 шт.
Мебельные гайки — резьба М6, их будем запрессовывать тисками в бруски из ДСП и крепить к подвижным столам. Чтобы не выпали, дополнительно фиксировал парой маленьких саморезов. Втулки под запресовку — резьба М4. Их будем запрессовывать в отверстия стола снизу, а потом винтом с барашком притягивать заготовку к столу.
Два маленьких толстых самореза — этих набрал жменю в ближайшей конторе по сборке компьютеров (для крепления вентиляторов), ими удобно крепить шариковые направляющие к ДСП, люфт практически исключен.
При сборке, под каждый саморез, надо сверлить отверстие меньшего диаметра и только потом вкручивать саморез, иначе ДСП будет крошиться. И гораздо точнее получается. Также все стыки перед сборкой промазывал клеем ПВА, лишняя жесткость конструкции не помешает.
Кроме вышеперечисленного также понадобятся:
— Кусочки листового алюминия толщиной 1 и 2 мм
— Поливочный силиконовый армированный шланг диаметром 10-12 мм — около метра (нужен мягкий)
— Различные метизы М3,М4,М5
— Кусок силиконового армированного шланга диаметром 5мм — 10-15 см
— Пластиковая баночка для завтраков с плотной крышкой квадратной формы, размер примерно 120*120*50
— Вентилятор от блока питания (желательно помощней) на моем написано 0,3А
— Накладная розетка 220вольт
— Трансформатор ТПП-261
— Концевые выключатели — 6шт
— Тумблер, гнездо для компьютерного шнура питания, различные провода
— Обрезки поролона, обрезки полистирола разной толщины (1-3мм).
— Хорошая металлическая линейка, штангельциркуль и точный уголок (если хотим достичь приемлемой точности)
— Смекалка, терпение и свободное время.
Часть вторая.
Сборка станка.
Основанием станка служит деталь № 1. К ней с двух длинных сторон прикручиваем саморезами по две планки № 2 как на фото. С одного торца прикручиваем планку № 11

Сверху прикручиваем четыре самых длинных направляющих. А уже к ним деталь № 3. Предварительно в ней по углам вкручиваем четыре винта М4 и фиксируем гайками. Сам стол будет сменный и сделан тоже из детали №3. Он притягивается к несущему столу уже гайками-барашками. В случае порчи после неудачных фрезеровок его можно заменить. А также подкладывая разные шайбы его можно выставить строго горизонтально по отношению к инструменту во всем диапазоне перемещений. В верхний стол снизу запрессовываем латунные гайки, для крепления деталей.

Направляющие нужно прикрутить строго параллельно, иначе будет клинить. Я первую прикручивал по разметке , остальные строго параллельно первой, прокладывая между ними ровные брусочки. Направляющие прикручены со сдвигом. В этом случае стол всегда имеет 4 точки опоры на подшипниках в центре направляющих и люфты под нагрузкой минимальны.

Ставим привод оси Х. Опора подшипника сделана из склеенных обрезков полистирола. Когда будет набрана нужная толщина, нагреваем подшипник и вдавливаем в пластик. Пластик ставим на ровной поверхности и рядом ставим шаговик. Вдавливаем до получения соосности с валом шаговика. Сам подшипник потом фиксируем хомутиком из алюминия.

Аналогично делаем вторую опору и закрепляем хомутом шаговик. Отрезаем нужной длинны ходовой винт и фиксируем гайками в подшипниках. Везде применяем контргайку и клей. Муфту между валом и шаговиком делаем из куска шланга и закрепляем хомутами.

К верхнему столу прикрепляем брусок с мебельной гайкой, отпиленный от второй детали № 11. Примерно как на фото для привода оси Y:

Теперь можно прокрутить ходовой винт и проверить перемещение стола без заеданий и люфтов. После этого можно поставить концевые выключатели с обеих сторон и припаять провода.
Собираем портал.
Слева и справа от шаговика прикручиваем две детали №6. Не забываем про уголок и линейку. Все должно быть параллельно и перпендикулярно. А уже к ним прикручиваем деталь №5 и №4:

К деталям 4 и 5 прикручиваем по две направляющих средней длинны , тоже со сдвигом одна к другой. А уже к ним прикручиваем стол по оси Y. Деталь №7.
В пазу между деталями 5 и 4 крепим шаговый двигатель,

подшипник к детали №6,( плохо видно, он за проводом)

и к столу привод от винта. Не забываем установить и концевики.

На стол оси Y крепим четыре самые короткие направляющие для оси Z. Также со сдвигом и параллельно друг к другу.

К ним крепим стол для оси Z. Также как и стол по оси Х снабжаем четырьмя винтами М4 и крепим на них второй стол с инструментом, притягивая гайками-барашками. Потом этот стол с инструментом можно быстро менять на другой. Это детали № 8.
Собираем привод оси Z. На фото достаточно понятно как собрать.

Собираем бокс для электроники, прикрутив полочки — детали №9 и №10.

К верхней полке прикручиваем мини-пылесос из коробочки для завтраков и компьютерного вентилятора с тонким поролоном внутри.

Также на ней устанавливаем тумблер включения и пропускаем через нее шланг забора воздуха от режущего инструмента

Теперь в боксе устанавливаем электронику, крепим трансформатор, розетку, разъем питания, и делаем разводку проводов.

Часть третья.
Итак, сборка окончена, пора пробовать!!!
Сначала ищем в интернете программу Ксам4 (у меня версия 4.00.50)
Инсталлируем, Настраиваем. Советов по настройке много в интернете (в том числе и инструкция на русском), но я думаю следующие картинки очень помогут с настройками под этот станок.

Теперь пора освоиться с программой, покрутить все оси, убедиться что ничего не подклинивает, нет пропуска шагов. Потом надо настроить главный стол параллельно оси Y с помощью прокладываемых шайб. На этом сборку и настройку можно считать законченной.
Первая пробная деталь.
Берем кусочек алюминия и гравируем надпись.

G-коды для нее можно скачать в конце статьи.
Часть четвертая.
Делаем печатную плату.
Пример изготовления печатной платы, разработанной в программе Sprint-Layout 5.0
Сначала делаем разводку печатной платы, как обычно.

После окончания разводки экспортируем сверловку:

Следует заметить, что сверловку и фрезеровку платы на станке нужно делать с одной установки. Нужно только менять инструмент.
Для сверления — сверло, лучше твердосплавное. Для фрезеровки специальная фреза.

Ее можно изготовить на алмазном круге самому из твердосплавного сверла.
Теперь сделаем экспорт фрезеровки контуров проводников:

Ширина — половина диаметра фрезы.

И сохраняем.

Подготовка в Sprint-Layout закончена.
Загружаем Ксам и импортируем сверловку.

После автоматической обработки получим:

Теперь можно сверлить.
С фрезеровкой сложнее, Спринт передает в дюймовых размерах и путает высоту, поэтому импортируем фрезеровку

После автоматической обработки нажимаем кнопочку №1 и потом №2.

После обработки видим, что по оси Z большие значения (3). Надо выгрузить G-коды и в текстовом редакторе сделать замену на указанные во всем файле (их там много!), а потом загрузить обратно.
Теперь можно и фрезеровать.

Файлы:
Печатная плата в формате SL 5.0.
G-коды для первой детали.
Примеры файлов сверловки и фрезеровки.
Видео работы станка (1,7Мб).

Вопросы, как обычно, складываем .

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

103 1 0
7 1 0

Экскурс в историю

Вехи техпрогресса схематически можно обозначить так:

  • У первого контроллера на микросхеме был условно назван «синей платой». У этого варианта есть недостатки и схема требовала доработки. Главное достоинство – есть разъем, к нему и подключали пульт управления.
  • Вслед за синим, появился контроллер, называемый «красной платой». В нём уже использовались быстрые (высокочастотные) оптроны, реле шпинделя на 10А, развязка по питанию (гальваническая) и разъем, куда бы подключались драйверы четвертой оси.
  • Применялось также еще одно подобное устройство с красной маркировкой, но более упрощенное. При его помощи можно было управлять небольшим станком настольного типа – из числа 3-осевых.

  • Следующим в линейке техпрогресса стал контроллер с гальванической развязкой по питанию, быстрыми оптронами и особыми конденсаторами, имеющий алюминиевый корпус, который обеспечивал защиту от пыли. Вместо реле управления, которое включало бы шпиндель, в конструкции было два выхода и возможность, чтобы подключить реле или ШИМ (широтно-импульсная модуляция) управление скоростью вращения.
  • Сейчас же для изготовления самодельного фрезерно-гравировального станка, имеющего ШД, есть варианты – 4-х осевой контроллер, драйвер ШД от Allegro, одноканальный драйвер для станка, имеющего большое рабочее поле.

ВАЖНО! Не стоит перегружать ШД, применяя крупную фрезу агрегата и большую скорость.

Контроллер из подручных материалов

Большинство умельцев предпочитают управление через LPT порт для большинства программ управления любительского уровня. Вместо применения комплекта спецмикросхем для этой цели, кое-кто строит контроллер из подручных материалов – полевых транзисторов из сгоревших материнских плат (при напряжении свыше 30 вольт и током больше 2 ампер).

А поскольку создавался станок для нарезания пенопласта, в качестве ограничителя тока изобретатель использовал автомобильные лампы накаливания, а ШД снимали со старых принтеров или сканеров. Такой контроллер устанавливали без изменений в схеме.

Чтобы сделать простейший станок ЧПУ своими руками, разбирая сканер, помимо ШД, извлекается и микросхема ULN2003, и два стальные прутки, они пойдут на тестовый портал. К тому же понадобятся:

  • Коробка из картона (из нее смонтируют корпус устройства). Возможен вариант с текстолитом или фанерным листом, но картон резать легче; куски древесины;
  • инструменты – в виде кусачек, ножниц, отверток; клеевой пистолет и паяльные принадлежности;
  • вариант платы, которая подходит на самодельный ЧПУ станок;
  • разъем для LPT порта;
  • гнездо в форме цилиндра для обустройства блока питания;
  • элементы соединения – стержни с резьбой, гайки, шайбы и шурупы;
  • программа для TurboCNC.

Сборка самодельного устройства

Приступив к работе над самодельным контроллером для чпу, первый шаг – аккуратно припаять микросхему на макетную плату с двумя шинами электропитания. Дальше последует соединение вывода ULN2003 и коннектора LPT. Далее оставшиеся выводы подключаем по схеме. Нулевой вывод (25-ый параллельного порта) соединяется с отрицательным на шине питания платы.

Затем ШД соединяют с устройством управления, а гнездо для электропитания – с соответствующей шиной. Для надёжности соединений проводов выполняют их фиксацию термоклеем.

Не составит труда подключение Turbo CNC. Программа эффективна с MS-DOS, совместима и с Windows, но в этом случае возможны некоторые ошибки и сбои.

Настроив программу на работу с контроллером, можно изготовить тестовую ось. Последовательность действий по подключению станков такова:

  • В отверстия, просверленные на одном уровне в трех деревянных брусках, вставляют прутки из стали и закрепляют шурупами небольшого размера.
  • ШД соединяют со вторым бруском, надевая его на свободные концы прутов и прикручивают, применяя шурупы.
  • Через третье отверстие продевается ходовой винт и ставится гайка. Винт, вставленный в отверстие второго бруска, завинчивают до упора, чтобы он, пройдя через эти отверстия, вышел на вал двигателя.
  • Далее предстоит соединение стержня с валом двигателя отрезком шланга из резины и проволочным зажимом.
  • Для крепления ходовой гайки нужны дополнительные винты.
  • Сделанная подставка также крепится к второму бруску при помощи шурупов. Горизонтальный уровень регулируется дополнительными винтами и гайками.
  • Обычно вместе с контроллерами подключаются и двигатели и тестируются на предмет правильного соединения. Далее следует проверка масштабирования ЧПУ, прогонка тестовой программы.
  • Остается сделать корпус устройства и это будет завершающим этапом работы тех, кто созидает самодельные станки.

Программируя работу 3-осевого станка, в настройках по первым двум осям – без перемен. А вот при программировании первых 4-х фаз третьей – вводятся изменения.

Внимание! Используя упрощенную схему контроллера ATMega32 (Приложение 1), в отдельных случаях можно столкнуться с некорректной обработкой оси Z – режим полушага. А вот в полной версии его платы (Приложение 2), токи осей регулируются внешним аппаратным ШИМом.

В контроллерах, собранных ЧПУ станков – широкий спектр использования: в плоттерах, небольших фрезерах, работающих с древесиной и пластиковыми деталями, граверах по стали, миниатюрных сверлильных станках.

Устройства с осевым функционалом используют также в графопостроителях, на них можно рисовать и изготовлять печатные платы. Так что усилия, затраченные на сборку мастерами-умельцами, в будущем контроллере обязательно окупятся.

Основные типы направляющих

В процессе конструирования и монтажа станков (заводского и самодельного изготовления) применяют разные типы направляющих устройства. Это связано с их предназначением – фрезерование, сверление или токарные работы. Они могут быть двух типов.

Направляющие скольжения

Их используют в оборудовании небольшой мощности, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуют сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.

Полированный вал, как вид направляющей, относится к бюджетным. Он наиболее распространен.

ВАЖНО! Его изготавливают из высоколегированной стали, выполняют индукционную закалку и, впоследствии, шлифовку. Такая обработка служит для увеличения продолжительности работы, а вал изнашивается меньше.

Полированный вал имеет недостатки:

  • крепление в концевых точках, со станиной нет крепления, из-за чего налицо отсутствие жесткой связи со столом и наличие погрешностей в обработке;
  • провисание при увеличенной длине, поэтому допустим её максимум – 1 метр. Рекомендуют иметь оптимальное соотношение диаметра вала и его длины (0.06-0.1), чтобы достичь нормальных результатов.

Вал и его виды

Стоит дать краткую характеристику и остальным видам.

  • Шлицевому валу свойственно наличие специальной дорожки для шариков втулки. Отличаясь большей жесткостью и износостойкостью, сравнительно с валом обычного вида, применим в механизмах, в которых желателен монтаж направляющих на концах. В конструкции станков задействованы крайне редко из-за дороговизны.
  • Вал на опоре в виде цилиндрических рельс линейного типа не допускает прогибания под нагрузкой и собственным весом. Его крепят на станине, надежно фиксируя. Несмотря на минусы, выражающиеся в наличии большого люфта втулок, их малом сроке эксплуатации, у цилиндрических рельс – большая грузоподъемность. Отличаясь от линейных подшипников, каретка по-разному реагирует на степень нагрузок. У небольшого станка ЧПУ, имеющего тяжелый шпиндель, есть вероятность того, что снизится точность.

  • Предназначение профильных рельсовых направляющих – большая точность. Они также прикреплены к станине. Благодаря специальным дорожкам качения, нагрузки на каретку распределяются равномерно по поверхности, а профилем касания шарика к рельсе есть дуга. Среди плюсов – наличие хорошей грузоподъемности и износоустойчивости, а люфт сведен к минимуму. Сложности производства таких рельсов, отрицательно сказываются на ценообразовании, они дорогостоящие. Особенно это относится к направляющим, поставляемым известными брендами, у которых станки имеют числовое программное управление.
  • У роликовых рельсов – плоские дорожки качения, а в опорном модуле, на месте шариков, установлены ролики, улучшающие все параметры направляющей. Их применяют в станках, фрезерующих черные металлы, сталь и камень.
  • «Ласточкин хвост» выбирают для промышленного металлообрабатывающего оборудования, если нужна повышенная жесткость крепления. В направляющих этого типа – скольжение плоских поверхностей при максимальной площади контакта. Их выполняют в виде монолита со станиной. Вследствие сложности и трудоемкости процесса изготовления и ремонта, поэтому хоббийное станкостроение не приемлет эти направляющие.

Каким конструкциям отдать предпочтение

Не все могут позволить себе приобрести, скажем, обрабатывающий центр с ЧПУ для изготовления мелкосерийных деталей в домашних условиях, станок форматного типа или для токарных работ. Но самодельный агрегат с ЧПУ, сделанный собственноручно – реально. Собранное устройство в умелых руках продемонстрирует образцы правильной обработки деталей.

Собирая механику программируемых станков, обычно применяют самодельные линейные направляющие, так как в устройствах с круговым движением нет необходимости. Обратим внимание на некоторые конструкции, применяемые при этом.

Оцинкованные или хромированные трубы

Они идут с различным диаметром можно использовать как стержни при монтаже маломощных устройств – плоскошлифовальных наждаков, сверлильных или токарных станков. По шлифованному цилиндрическому стержню осуществляется движение бронзовой втулки. Иногда суппорт делают и без нее. У труб – невысокая цен, их легко обрабатывать. Хотя есть минус: небольшой ресурс (стирание защитного слоя наступает спустя 15-20 проходок, после чего сталь изнашивается более интенсивно); нет нужного уровня прочности при высоких нагрузках.

Фрезер

Эффективен фрезер, в котором направляющий механизм изготовлен на основе бывшего в употреблении матричного принтера или печатной машинки «Янтарь». При таком варианте прослужит долго. Не нужно искать очень широкие подшипники, их внутренний поперечник должен равняться диаметру болтов.

Мебельные стержни

Проблему механики для станков с ЧПУ можно правильно решить при помощи мебельных стержней. Тем более, что самоделки с их применением гарантируют тщательную обработку на деревообрабатывающем, ленточно-шлифовальном оборудовании, и даже фрезерном с невысокой мощностью. Мебельные комплектующие относятся к дешевым, хотя ресурс у них небольшой.

Полированный вал

Недорогой и часто применяющийся тип направляющей. Сущность обработки – индукционно закалить верхний слой, что способствует повышению длительности эксплуатации и снижению интенсивности процесса изнашивания. Затем вал полируется, и каретка движется при минимальном трении.

Самодельные

Часто практикуется установка самодельных направляющих, используя то, что есть в наличии. Например, можно воспользоваться стальным уголком, подшипниками, гайками и болтами.

ВАЖНО! Не берите алюминиевый, в таком случае надо быть готовым к частой замене детали. Дорожки в ней выедают шарикоподшипники каретки.

Предпочтение лучше отдать стальному уголку. Если использование механизма ожидается интенсивным, лучше его закалить и отшлифовать для снижения трения на подшипниках.

Штоки

Собирая маленький домашний станок, иногда пользуются, как направляющими, – штоками автомобильных стоек из отечественного авто. Они прочны и изготовлены из металла высокого качества. Это ощутимо сократит затрату средств на стоимость комплектующих.

Шины

Есть и такой вариант: алюминиевые шины из распредустройства трансформаторной подстанции с впрессованными медно-графитными втулками от стартера МАЗа. А подвижные узлы делают из пневмоклапанов, которые применяются для управления пневмоцилиндрами.

При изготовлении направляющих и кареток для чпу своими руками (роликовых или шариковых), надо пользоваться такими ожидаемыми критериями:

  • сохранение заданных параметров;
  • плавное линейное перемещение кареток;
  • эффективность работы;
  • низкое трение.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Некоторые умельцы советуют в механике на станке обойтись без втулок. Такой вариант возможен, но это чревато ухудшением производимых изделий, а сроки эксплуатации установленного устройства из стержней – снизятся.

Если установленные комплектующие же умельцем подобраны или обработаны неточно, с таким устройством будут проблемы. Поэтому важно всегда учитывать эти рекомендации:

  • в фрезеровке металлических или каменных заготовок, профильным рельсам нет замены;
  • если строится станок с рабочим полем, превышающим 7 кв. м., лучше подобрать вариант профильных направляющих;
  • в оборудовании по обработке мягких материалов с маленьким рабочим полем, меньшим формата А4, применим полированный вал с диаметром 16-25 мм.

Если направляющая соответствует всем критериям, и каретка по ней движется плавно и равномерно, то и работа такого узла будет правильная.