Как сделать фрезер на токарный станок
Обновлено: 08.07.2024
Самодельный ЧПУ фрезерный станок: подробности процесса сборки, обзор нужных комплектов и наборов, личный опыт. Откроем секреты сборки станка своими руками.
- Личный опыт
- Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками
- Руководство
- ШАГ 1: Ключевые конструктивные решения
- ШАГ 2: Основание и ось X-оси
- ШАГ 3: Проектирование козловой оси Y
- ШАГ 4: Схема сборки оси Z
- ШАГ 5: Линейная система движения
- ШАГ 6: Компоненты механического привода
- ШАГ 7: Выбор двигателей
- ШАГ 8: Конструкция режущего стола
- ШАГ 9: Параметры шпинделя
- ШАГ 10: Электроника
- ШАГ 11: Параметры контроллера Программного Управления
- ШАГ 12. Выбор программного обеспечения
Итак, вы решили построить самодельный ЧПУ фрезерный станок или, может быть, вы просто над этим только задумываетесь и не знаете с чего начать? Есть много преимуществ в наличии машины с ЧПУ. Домашние станки могут производить фрезерование и резать практически все материалы. Будь вы любитель или мастер, это открывает большие горизонты для творчества. Тот факт, что один из станков может оказаться в вашей мастерской, еще более соблазнителен.
Есть много причин, по которым люди хотят построить собственный фрезерный станок ЧПУ своими руками. Как правило, это происходит потому, что мы просто не можем позволить себе купить его в магазине или от производителя, и в этом нет ничего удивительного, ведь цена на них немаленькая. Или же вы можете быть похожи на меня и получать массу удовольствия от собственной работы и создания чего-то уникального. Вы можете просто заниматься этим для получения опыта в машиностроении.
Личный опыт
Когда я впервые начал разрабатывать, продумывать и делать первый ЧПУ фрезер своими руками, на создание проекта ушел примерно один день. Затем, когда начал покупать части, я провел небольшое исследование. И нашел кое-какие сведения в различных источниках и форумах, что привело к появлению новых вопросов:
- Мне действительно нужны шарико-винтовые пары, или обычные шпильки и гайки будут работать вполне нормально?
- Какой линейный подшипник лучше, и могу ли я его себе позволить?
- Двигатель с какими параметрами мне нужен, и лучше использовать шаговик или сервопривод?
- Деформируется ли материал корпуса слишком сильно при большом размере станка?
- И т.п.
К счастью, на некоторые из вопросов я смог ответить благодаря своей инженерно-технической базе, оставшейся после учебы. Тем не менее, многие из проблем, с которыми я бы столкнулся, не могли быть рассчитаны. Мне просто нужен был кто-то с практическим опытом и информацией по этому вопросу.
Каждый раз, когда у меня возникал вопрос, ответ на который я не знал, мне приходилось повторять тот же процесс. По большему счету это связано с тем, что у меня был ограниченный бюджет и хотелось взять лучшее из того, что можно купить за мои деньги. Такая же ситуация у многих людей, создающих самодельный фрезерный станок с ЧПУ.
Комплекты и наборы для сборки фрезеров с ЧПУ своими руками
Да, есть доступные комплекты станков для ручной сборки, но я еще не видел ни одного, который можно было бы подстроить под определенные нужды.
Также нет возможности вносить изменения в конструкцию и тип станка, а ведь их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет именно вам? Независимо от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана плохо, то и конечная машина будет плохой.
Вот почему вам нужно быть осведомленным относительно того, что вы строите и понимать какую роль играет каждая деталь!
Руководство
Это руководство нацелено на то, чтобы не дать вам совершить те же ошибки, на которые я потратил свое драгоценное время и деньги.
Мы рассмотрим все компоненты вплоть до болтов, глядя на преимущества и недостатки каждого типа каждой детали. Я расскажу о каждом аспекте проектирования и покажу, как создать ЧПУ фрезерный станок своими руками. Проведу вас через механику к программному обеспечению и всему промежуточному.
Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф - станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.
И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.
Предисловие от автора
Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу "Фрезерный станок с ЧПУ". После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.
В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!
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.
Шаг 2: Станина
Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.
Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.
На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.
При изготовлении деталей в различных кружках технического творчества нередко возникает необходимость в выполнении работ концевыми и торцевыми фрезами. В этом случае далеко не всегда смогут выручить и настольные горизонтально-фрезерные станки.
А ведь подобные операции, если применить предлагаемое нами приспособление, можно выполнять на обычных токарно-винторезных модели ТВ-4. Оно очень просто по конструкции, и в то же время его применение существенно расширяет функциональные возможности станка.
Основная деталь приспособления — кронштейн, устанавливаемый на поперечном суппорте станка вместо снятой каретки. Последняя (поз. 2 на рисунке 1) располагается вертикально, для чего крепится двумя болтами к передней стенке кронштейна; резцедержатель при этом снимается. Планшайба 3 с прихватами 4 из комплекта станка ТВ-4 фиксируется на оси крепления резцедержателя с помощью гайки. Обрабатываемая деталь зажимается прихватами, как обычно.
Рис. 1. Оснастка к токарному станку ТВ-4 для работы фрезами:
1 — кронштейн, 2 — каретка суппорта, 3 — планшайба, 4 — прихват планшайбы, 5 — шпиндель, 6 — обрабатываемая деталь, 7 — планшет-эскизодержатель, 8 — кронштейн со следящей указкой. На виде сбоку детали 7 и 8 условно не показаны.
Кронштейн сваривается из листовой стали толщиной 6…8 мм и крепится к суппорту двумя винтами и гайками М8 через отверстие Ø 8,5 мм в основании. Для центровки служит специальная резьбовая шайба.
Рис. 2. Кронштейн:
1 — передняя стенка, 2 — боковая стенка (2 шт.), 3 — основание, 4 — резьбовая шайба.
Фреза (концевая или торцевая) устанавливается либо непосредственно в коническом отверстии шпинделя, либо в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне токарного станка, хотя можно использовать и сверлильные патроны. Следует отметить, что штатный защитный экран в процессе работы полностью закрывает зону резания.
Чтобы облегчить контроль за перемещением фрезы, в комплект приспособления включены планшет-эскизодержатель и следящая указка; их устройство понятно из рисунка.
С помощью предлагаемой оснастки на токарном станке ТВ-4 можно выполнять следующие операции: фрезерование плоскостей, выборку пазов и канавок (в том числе фасонных), обработку деталей по контуру. За счет перемещения суппорта и каретки по трем координатам, кроме того поворота кронштейна в горизонтальной плоскости, а каретки в вертикальной, можно производить обработку любых поверхностей.
Данное приспособление успешно применяется в учебных мастерских при кафедре методики трудового обучения Черниговского педагогического института.
Фрезер является незаменимым инструментом при проведении всевозможных работ по дереву и активно используется профессионалами. Но если он нужен домашнему мастеру для проведения разовых работ, то есть смысл попробовать сделать его своими руками из подручных инструментов. Конечно же, самодельный фрезер по дереву, изготовленный, например, из дрели или болгарки, не способен полностью заменить стандартный инструмент. Но некоторые несложные операции, не требующие особой чистоты обработки, таким агрегатом выполнять вполне допустимо.
Изготовление фрезера из дрели
Фрезер из дрели своими руками изготавливается легко и быстро, поскольку данный инструмент уже имеет патрон, в который можно зажать хвостовик фрезы. Но поскольку дрель развивает небольшие обороты, около 3000 об/мин, то добиться хорошего качества обработки детали не получится.
Для сравнения: фрезеровальная машина развивает скорость до 30000 об/мин.
В качестве подставки для закрепления дрели идеально подходит приспособление для вертикального сверления, которое можно приобрести в магазине электроинструмента. Потребуется лишь сменить оснастку, и самодельный фрезер готов.
Также подобную подставку можно изготовить из ЛДСП, как показано на следующих рисунках.
К примеру, таким самодельным аппаратом можно не хуже, чем готовым фрезером проделывать паз в плите из ЛДСП под Т-образную кромку из ПВХ.
Как сделать фрезер из болгарки
Не секрет, что угловая шлифовальная машина часто используется для для шлифовки, полировки и фрезеровки различных поверхностей дисковыми и чашечными насадками. Но если на шпиндель агрегата накрутить цангу, то получится фрезер из болгарки, который сможет работать не только с дисковыми фрезами, но и с любой оснасткой, имеющей цилиндрические хвостовики.
Если в цангу зажать фрезу из твердосплавного материала, то получится фрезер по металлу.
Также, чтобы сделать фрезер, на шпиндель болгарки можно закрепить и обычный кулачковый патрон от дрели.
На фото выше показано приспособление для болгарки, превращающее ее в ручную фрезерную машину. Как сделать приспособу, можно понять из этого видео.
Фрезер из двигателя от стиральной машины
Очень часто народные умельцы изготавливают различные станки из двигателя стиральной машины: токарные по дереву, сверлильные, точильные, циркулярные, а также стационарные фрезерные станки. Чтобы изготовить последний, сначала потребуется смастерить стол способом, описанным выше. Далее, на вал двигателя необходимо установить цангу для зажима фрез.
Поскольку закрепить ее на валу мотора без переходника не получится, то его придется заказать у токаря.
Также потребуется сделать подъемный механизм для удобной регулировки вылета инструмента. Делается он из двух труб, выполняющих роль стоек, на которых закрепляется двигатель, и резьбовой шпильки.
Шпилька одним концом входит в закрепленную к днищу стола гайку, а вторым упирается в нижнюю часть мотора. На шпильке жестко закрепляется поворотное колесо, с помощью которого и осуществляется регулировка высоты.
Чтобы на мотор при работе станка не попадала пыль, можно уложить сверху двигателя небольшой кусок поролона.
ЧПУ фрезер
Агрегат с числовым программным управлением (ЧПУ) применяется, в основном, для гравировки и фигурной резьбы по дереву. Управляется он с помощью компьютера, благодаря чему на заготовках можно вырезать очень сложные узоры с высокой точностью. В Китае можно купить готовые мини-станки с ЧПУ для изготовления сувенирной продукции по цене около 10000 рублей.
Конечно же, можно приобрести все детали для станка и собрать ЧПУ-фрезер собственноручно. Но если посмотреть на стоимость всех комплектующих, то будет намного дешевле приобрести готовое изделие с уже настроенным программным обеспечением.
Рейсмус и фуганок из фрезера
Назначение рейсмуса – это калибровка заготовок из дерева в один размер по толщине.
На базе фрезера также можно сделать некое подобие данного агрегата.
Рейсмус из фрезера своими руками можно изготовить из пары направляющих, закрепленных на ровной поверхности, и площадки, на которой закрепляется фрезерная машина. Деталь, которую нужно выровнять по толщине, закрепляется на столе, под площадкой с агрегатом. На фрезере сначала выставляется нужный вылет оснастки, после чего проводится обработка всей поверхности детали.
Используя фрезеровальную машинку в качестве привода, можно изготовить и мини-фуганок для обработки небольших по размеру заготовок. На рисунке ниже показано, из каких деталей состоит портативный фуговальный станок.
Также можно изготовить стационарный фуганок из фрезера для обработки длинных заготовок. Как это делается, можно узнать из следующего видео.
Читайте также: