Чпу из мебельных направляющих своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 04.10.2024

CNC3018 - весьма популярный формат домашнего чпу-фрезера. На алиэкспресс можно найти множество предложений с готовыми станками или наборами для сборки.

Стоковые варианты мне показались слишком хлипкими и я решил изготовить такой станок самостоятельно, только сделать ему более жёсткую конструкцию, чтобы можно было резать не только пенопласт и печатные платы, но так же алюминий и латунь.

Чем мой CNC3018 отличается от стоковых

Значительно жёстче рама - я использовал профиль 30х60 (вместо профиля 20х20)
ось У - на рельсах SBR12
оси X и Z - на профильных рельсах HGR-15
Ходовой винт по оси X - SFU1204
Шаговые моторы 17HS19-2004S1
шпиндель 400 Вт
Раздельное питание шпинделя и шаговых моторов (шпиндель - 48 В, для шаговых моторов - 24 В)
блоки питания, драйвера шаговых двигателей и плата управления вынесены в отдельный корпус, тем самым защищены от вибрации

Рама состоит из 8 отрезков алюминиевых станочных профилей 30х60.

a = 360 мм (4шт)
b = 330 мм (2шт)
c = 230 мм (2шт)

Направляющие

Идеально было бы все три оси сделать на профильных рельсах типа "Хивин". Но это, как мне показалось, неоправданно дорого.

Они хоть и висят в воздухе, но жёсткость у них достаточная, поэтому я не стал под них ещё дополнительно профиль устанавливать.

Ось X - сразу сделал на рельсах с каретками HGH15CA . Причём я решил, что трёх кареток будет достаточно - две на нижней направляющей, и одна на верхней.
Ось Z изначально делал на круглых цилиндрических направляющих 8мм. Но это оказалось ошибкой - линейные подшипники люфтили, когда шпиндель был на середине оси - была жуткая вибрация при обработке даже фанеры. Поэтому Z сразу переделал на рельсы HGR15 - и стало идеально.

Ходовые винты

по оси X я заморочился на ШВП SFU1204 .
На остальных осях - обычный трапецевидный винт с латунной гайкой которая из двух частей с пружинокой между ними.

Каретки оси X и Z

А так же ещё одну детальку изготовил из алюминиевой плиты толщиной 10 мм. Покупал в питерском магазине деталей для чпу.

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Всем доброго времени суток.

Это опять я с мебельными направляющими.

Правда на этот раз решил я сделать ЧПУ станок. Вообще станок я очень давно хотел сделать, но как-то всё не слаживалось.

После постройки принтера на мебельных направляющих я понял, что в принципе, их же можно использовать и для чпу станка.

На нём же и были напечатаны необходимые детали для станка.

Ну и как всегда хотелось использовать как можно больше комплектующих которые можно найти на рынке или в ближайшем строительном магазине,

ну и конечно, хочется дешевле.

Для рамы чпу станка была использована алюминиевая квадратная труба 40х40мм с толщиной стенки 1.5мм.

Алюминиевый профиль имеет довольно точную геометрию и её можно найти в любом строймаге у нас в городе.

Направляющие.

В качестве направляющих по X и Y осям я выбрал самые длинные мебельные направляющие что смог найти в нашем городе - 700мм(фирма GTV).

C такой длинной направляющих я получил рабочую область 600 на 600мм. Чего как я считаю мне должно хватить с головой для хоббийных целей.

Для увеличения жёсткости мебельных направляющих было сделано следующее:

1.Была выкинута верхняя часть направляющей.

2.Разогнут ограничитель на нижней части для того чтобы средняя часть могла ездить в обе стороны.

3.Внутрь средней части была вставлена алюминиевая труба 30 на 15мм(она туда входит с натягом и не даёт пружинить средней части, тем самым сводя люфт к минимуму).

4.Напечатаны новые сепараторы для шариков из триммерной лески:

Так же для увеличения общей жесткости и сведению к минимум люфтов я выбрал конструкцию станка с подвижным столом.

По Z сначала я использовал хромированные трубки из строй мага толщиной 0.8 мм и диаметром 16мм но они сильно прогибались.

Поэтому я задушил жабу и купил китайские рельсы mgn12 и переделал всю конструкцию. В итоге но Z рабочая область получилась 75мм, чего вполне достаточно.

Z до переделки(втулки скольжения, держатели, ходовая гайка были распечатаны):

Для перемещения X и Y осей я использую ременную передачу. Белый ремень 10мм со стальным кордом.

Использованы двигатели nema 23 с крутящим моментом 12 кг/см и током 2.7 A.

Сначала я хотел использовать шпильки на 10мм но из-за сильно низкой скорости (600мм/м) отказался от них.

Крепления для двигателей и обводных роликов были распечатаны.

По оси Z использована шпилька 10мм и распечатанная гайка из триммерной лески с выборкой люфта.

Муфта так же была распечатана как и крепление двигателей и держатели подшипников:

В итоге имею следующие скорости по осям X и Y: 5000мм/м, Z - 600 мм/м.

Электроника

Для управления всем этим делом был взят Arduino UNO и CNC shield V3.

Драйверы двигателей по всем осям - A4988 правда уже из китая едут TB6600 для осей X и Y, а то текущие драйверы ощущениям слабоваты.

Также для автоматического включения и отключения шпинделя поставил реле.

Для хоминга поставил концевики по всем осям на 0-левую точку.

блок питания был заказан в китае 36В 10А.

На самом станке для электроники был вырезан корпус из фанеры 6мм.

Так как станок в квартире пока то в качестве шпинделя использую китайский дремель на 180Вт:

Правда мне он совсем не нравится - вал люфтит на десятку да и корпус сам в креплении прогибается и из-за этого фреза немного гуляет.

Но даже с таким шпинделем спокойно попадаю десятку- две по размерам при скорости резки 1000мм/м..

Во сейчас жду пока на заводе сделают цангу для 3.175 фрез, а то у отца в гараже был нарыт вот такой фрезер на 1.1 кВт:

Направляющие – важная деталь в устройстве фрезерного станка. Направляющие для ЧПУ своими руками могут выполнить многие мастера, опыт работ в домашних условиях имеется у большинства практикующих специалистов.

Задумав домашнее производство мебели, необходимо соблюдать точность в конструкции. Поэтому многие мастера, осваивающее его нуждаются в качественном оборудовании. Специальный деревообрабатывающий механизм облегчит труд, позволит создавать качественную, продукцию в короткий срок.

Чтобы изделия отличались высокой точностью, но соответствовали современным характеристикам, применяются модели ЧПУ.

Числовое программное управление дает такую возможность, но покупать его под силу не каждому предпринимателю. Именно по этой причине появляется потребность изготовить самодельный агрегат, для устройства которого применяются детали собственного производства.

Основными частями фрезерных станков, предназначенных для обработки того или иного материала, являются направляющие. Они представляют собой шариковые или роликовые подшипники качения, назначением которых является перемещение каретки. Их цель – ускорение, упрощение и придание точности производству.

Виды направляющих

Точность станка – это задача направляющих стержней. Они делятся на два вида:

скольжения;
качения – предполагают использование подшипников.

Первый вид используется на станках небольшой мощности и не нуждающихся в большой продуктивности. К ним относятся деревообрабатывающие, токарные, сверлильные и настольные аппараты.

Самодельные направляющие для ЧПУ станка изготавливаются линейного тапа, они могут быть роликовыми или шариковыми. Независимо от вида должны обладать следующими характеристиками:

сохранением заданных параметров;
плавным перемещением;
эффективностью;
низким трением.

В качестве деталей для скольжения втулок в большинстве случаев используются стержни цилиндрической формы, их необходимо отшлифовать. Некоторые мастера советуют изготовить механизм и без втулок, но из-за этой манипуляции будет снижена аккуратность изделий, а стержни будут иметь меньший срок эксплуатации.

Варианты самодельных направляющих

Направляющий механизм для ЧПУ часто бывает основан на использовании хромированной металлической трубы.

Она имеет небольшую стоимость, ее легко обрабатывать, меняя форму. Кроме того, есть и ряд недостатков:

Защитный верхний слой стирается очень быстро, затем металл изнашивается быстрее.
При высокой нагрузке на трубу, она не дает необходимой прочности.

Такое решение является дешевым для специалиста, но хватит работы такого станка лишь на несколько десятков часов. Это связано с минусами оцинкованных или хромированных труб, которые сами сделаны из мягкого металла, подверженного быстрому износу при нагрузке. Фрезер в совместном использовании с такими направляющими значительно сократит их срок службы.

Кроме этих способов, следует применять в качестве движущих частей устройства фрезера с небольшой мощностью. Они придают изготавливаемым деталям точную тщательную обработку, чаще их используют на станках для обработки дерева. Они имеют низкую цену и маленький срок выработки.

Самодельные направляющие: инструкция

Самодельные направляющие для деревообрабатывающего станка в ЧПУ собственного изготовления могут быть нескольких вариантов.

Первый вариант выполнения – простой, вовремя выполнения агрегата по такому алгоритму необходимо собрать конструкцию, состоящую из таких деталей:

Подшипников – принимают силу мотора, оказываемую противодействию.
Металлического уголка – выступает в роли каретки.
Болтов и гаек – размер должен соответствовать внутреннему диаметру подшипника.

Инструкция по изготовлению:

для начала измеряем необходимую длину металлического уголка, убрать лишнее;
просверлить симметрично с двух сторон, отверстия необходимого диаметра;
при помощи гаек и болтов закрепить подшипники.

Конструкция направляющих готова, она не требует массы усилий и довольно понятна для неопытного мастера.

Направляющие из мебельных стержней используются при изготовлении мебели на заказ, чтобы добиться точности, подойдет готовая фрезерная база из мебельных деталей. С применением в конструкции отшлифованных цилиндрических стержней.

В этом случае необходимо сделать отверстия, равные по диаметру их ширине, прямо в суппорте, они обязательно обязаны быть параллельны друг другу.

Специалисты рекомендуют дополнительно использовать бронзовые втулки, тогда их размер обязан ровняться диаметру направляющих.

подвижная часть;
сепаратор – пластина, в которую вмонтированы шарики;
рельсы;
металлическая пластина;
уголки, длина которых равна рельсу.

Соединяем все части необходимым образом и получаем готовый результат.

Что такое направляющие для ЧПУ-станка?

Направляющие для ЧПУ станка — узлы, которые обеспечивают перемещение материала, инструмента и связанных с ними частей по необходимой траектории с определенной точностью.

Какие бывают рельсы для ЧПУ станка?

Справка . Производители во время изготовления приборов с ЧПУ используют большое количество направляющих. Такое их количество облегчает работу, связанную с проектированием автоматизированной техники.

Все направляющие делятся на те, которые применяют силы скольжения и силы качения. Данные технологии встречаются в таких направляющих:

Круглые направляющие. Обычная конструкция, которая обеспечивает меньшие нагрузки. При работе повышается нагрев в итоге трения, и из-за этого становится меньше ресурс опорно-направляющей группы. Такие элементы устанавливают в местах не слишком активных перемещений или на устройствах небольшой категории, при этом механизмы смазывают вручную.
Рельсовые. Они имеют свой пыльник, который защищает подшипники, сальники, ниппели и возможность подключения системы подачи смазки, поэтому они более надежные и универсальные.

Цилиндрические направляющие на рельсах. В таких элементах применяется специальная опора — рельса с круглой выемкой, которая повторяет размеры вала. Таким образом, прогиба элемента под действием своего веса и нагрузки в процессе работы не происходит. Цилиндрические направляющие, как и обычные шлифованные валы, просты в изготовлении. Поэтому их стоимость ниже, чем при покупке профильных.

ВАЖНО! В связи с тем, что покупатели не проверяют твердость изделий при покупке, данный подход процветает, и риск покупки некачественных валов достаточно высокий.

Из чего можно выполнить направляющие для станка самостоятельно?

Роликовые элементы можно собрать самостоятельно из подшипников, уголка из металла, болтов и гаек. Уголки из алюминия применять не следует — элемент придется заменять часто, так как шарикоподшипники будут выедать в них дорожки.

Лучше всего для изготовления направляющих подойдет уголок из стали. В зависимости от интенсивности применения его можно закалить или оставить как есть, но нужно отшлифовать для уменьшения трения.

Самый простой и недорогой вариант — направляющие из старого принтера.

Кроме того, направляющие можно сделать из автомобильных стоек. Их применяют в российских авто, поэтому достать их не составит большого труда. Применяются штоки от стоек, которые выполнены из качественного металла и обладают высокой прочностью.

Как сделать самодельные направляющие для CNC-станка?

Работа любого станка основана на точности обработки изделий, которую обеспечивают направляющие стержни. Их вполне можно сделать самостоятельно и обойтись без лишних денежных затрат.

К примеру, рабочий элемент фрезерного станка сделать самостоятельно вряд ли получится, также как и в случае со сверлильным и токарным видами оборудования. Поэтому придется применять готовые решения, такие как дрели и приводы. Если применять направляющие, то все обстоит попроще, так как их тип и характеристики напрямую зависят от назначения устройства.

Самодельные направляющие на подшипниках

Самодельные элементы для ЧПУ своего изготовления могут быть сделаны в нескольких вариантах. В самом простом варианте в процессе изготовления агрегата по этому алгоритму нужно собрать конструкцию, которая состоит из следующих частей:

подшипников, которые принимают силу мотора;
уголка из металла, который выступает в качестве каретки;
гаек и болтов, соответствующих внутреннему размеру подшипника.

Сначала замеряется длина уголка из металла и удаляется лишнее. Далее следует просверлить симметрично с обоих сторон отверстия одинакового размера. С помощью болтов и гаек прикрепляются подшипники.

Роликовые направляющие для станков своими руками

Такие элементы сделать самостоятельно можно следующим образом:

Каркас неподвижной части следует поставить вертикально, что облегчит процесс сборки. В него нужно поставить только одну направляющую — нерегулируемую, которая должна быть в самом низу.
Далее на нее по центру положить сепаратор и в него поставить зубчатое колесо и шарики.
На шарики установить подвижную часть таким образом, чтобы ее направляющая находилась на них сверху, а зубчатое колесо в середине.
Угол между подвижной частью и каркасом должен составлять примерно 80 градусов.
Далее на направляющую подвижной части уложить сепаратор и в него также вставить колесо вместе с шариками.
Сверху на все это положить оставшуюся направляющую неподвижной части.
Весь пакет установить в каркас, а верхнюю часть закрепить.
Чтобы шарики не выпадали, на концах направляющих проделать небольшие отверстия и вбить штифты таким образом, чтобы шарик при подходе к краю направляющей упирался в этот штифт.

Линейные направляющие для станков своими руками

Если вы решили сделать линейные направляющие самостоятельно, то вам необходима точность. На рабочую поверхность устанавливается рельс. В этом случае точность — средний показатель индикатора в центре замеряемой поверхности.

Кроме того, точность таких элементов определяется замером длины и ширины. В процессе работы рельсовые элементы подвергаются деформации, величина которой зависит от видов частей качения. В любом случае она будет меньше, когда нагрузка станет больше.

Чтобы увеличить жесткость системы, используется преднатяг, уменьшающий длительность срока службы линейных элементов, вызывающий в них внутреннее напряжение и поглощающий нагрузку при сильной вибрации.

Обладая небольшими размерами, рельсовые элементы обладают высокой грузоподъемностью. Устанавливаемые в разных устройствах, они монтируются как по горизонтали, так и сбоку.

Линейные элементы устанавливают с помощью крепления на основную поверхность. Способ крепления состоит в создании бортика на посадочной поверхности и установки на него каретки.

Для обеспечения точной установки нужно сделать базовые поверхности, которые должны находиться на каретке и на рельсе только с одной стороны. При этом метка должна находиться с другой стороны. Если точность не выполняется из-за особенностей схемы установки, то происходит обработка базовой поверхности и с другой стороны. Для защиты направляющих от действия коррозии на них наносят специальную защиту.

Немного подумав, легко сделать направляющие для устройства с ЧПУ своими руками из подручных частей, которые находятся в доступе и не используются по назначению. Это сокращает затраты на домашнее производство и повышает его продуктивность и качество.

Читайте также: