Проект фрезерного станка по металлу

Обновлено: 04.01.2025

Фрезерный станок для работы по металлу — особенности, принцип действия. Виды станков, их особенности. Как сделать станок самому. Правила работы и техника безопасности.

Устройство, принцип действия и основное предназначение фрезерных станков по металлу
Разновидности моделей
Горизонтально-фрезерные
Вертикально-фрезерные (консольные)
Универсальные и широкоуниверсальные станки
Бесконсольные фрезерные
Продольно-фрезерные
Объемно-фрезерные
Шпоночные фрезерные
Фрезерные станки, оснащенные модулем ЧПУ
Как устроена конструкция станка
Станина
Коробка подач
Консоль
Коробка переключения скоростей
Стол и салазки
Что нужно учесть при выборе оборудования?
Размер заготовок
Мощность
Диаметры сверления
Вес
Самодельный фрезерный станок по металлу своими руками
Привод для станка
Как изготовить самодельный лифт для фрезера?
Создаем крышку
Монтаж упора
Сборка фрезерного станка
Особенности станка с числовым управлением (ЧПУ)
Правила эксплуатации

Фрезерный станок для работы по металлу – необходимое оборудование для производства металлических деталей. С его помощью придают изделиям форму, при этом от назначения и типа станка зависит, какой она будет. Станки обладают огромными мощностями и массой, поэтому используется на крупных производствах. Бывают небольшие и компактные — приемлемы для домашней мастерской. Станки по металлу — наиболее часто используемое оборудованием, и, понятно, что этим обуславливается широта выбора среди назначения, видов по устройству и принципу действия.

Устройство, принцип действия и основное предназначение фрезерных станков по металлу

Несмотря на то, что фрезерные станки по металлу используются для разных целей, устройство и принцип работы мало отличаются. Различается в основном не конструкция, а функциональность, которая обуславливается введением в эксплуатацию дополнительных систем и узлов.

Принцип работы идентичный, различается только функционал. В любом станке вне зависимости от того используется он на производстве или предназначен для домашнего пользования основные элементы:

несущая станина;
стол для работы (может быть оснащен поворотным механизмов);
прижимные детали;
цанга и ее патрон с модификациями для закрепления инструментов резки по металлу.

Основной инструмент, используемый в работе — это фреза. Она может быть совершенно различной, этим фактором и определяется широкая вариация результатов станка по металлу. Фреза закрепляется на цанговом патроне при помощи хвостика. В движение приводится как только начинает функционировать электродвигатель от сети через коробку передач. При помощи последней выбирается скорость вращения и другие характеристики.

Основное предназначение станка по металлу фрезерного типа — это снятие слоя металла с определенной детали. При этом это может быть как черновая обработка, когда делается сама заготовка или же окончательная, градировочная техника. Разницы нет, ведь принцип работы идентичный — деталь доносится к инструменту или закрепляется на нем в зависимости от формы, при помощи фрезы и инструментов происходит обтирание лишних слоев.

Разновидности моделей

Представлен практически десяток фрезерных станков, различных по своему функционалу. Наиболее популярные из них — это горизонтального и вертикального вида с ЧПУ. Горизонтально-фрезерные станки также бывают без числового программного управления.

Горизонтально-фрезерные

Настольный станок имеет одну особенность — шпиндель закрепляется горизонтально. Оборудование универсальное, так как благодаря такому типу крепления можно использовать фрезы углового, концевого, фасонного, цилиндрического типа. Но в тоже время есть и нюанс — допустимо обрабатывать относительно небольшие детали из-за конструкции шпинделя. По винтовой касательной работы не проводятся.

Используются на производстве — удобно размещать. Станки ставятся параллельно, узлы размещаются в станине, там же находится и коробка скоростей.

Вертикально-фрезерные (консольные)

В отличии от горизонтального типа в них ось инструмента располагается строг вертикально. Допускается обрабатывать детали любой формы, но небольшого веса и размера. Используется реже, чем горизонтальные станки, но с их помощью выполняют некоторые виды работ, которые первым не под силу.

Универсальные и широкоуниверсальные станки

Универсальные дополнительно оснащены столом поворотов, то есть работа будет удобна с деталью любого формата, размера, конституции и веса. Широкоуниверсальные, кроме поворотного стола имеют и шпиндель, который вращается. Конечно, фланг работ значительно расширяется. Но в то же время увеличивается время, требуемое на плановый осмотр, присутствует большая вероятность поломки в сравнении с вертикальными и горизонтальными моделями.

Бесконсольные фрезерные

Шпиндель двигается по вертикали, а вот стол — продольно и поперечно. По траектории напоминает рисование креста. Есть второе название — фрезерные станки с крестовым столом. Заготовка крепится жестким образом, а не так как в привычной консоли. Основная сфера использования агрегатов — обработка больших по весу деталей. Станок явно не переносной: его конструкция массивная.

Продольно-фрезерные

Стол совершает продольные перемещения относительно оси. Бабка двигается назад или в поперечных вертикальных направлениях. Используются две опоры, по которым двигается головка. Подходит для работки больших элементов неправильной формы.

Объемно-фрезерные

Единичные по конструктивным особенностям продольно-фрезерным. Но работа начинается только после считывания информации о форме и объемах заготовки с помощью специального копированного оборудования.

Шпоночные фрезерные

Стол двигается возвратно-поступательно, а вот головка шпинделя — по планетарному типу. Возможно провести тщательную обработку любой по формату детали.

Фрезерные станки, оснащенные модулем ЧПУ

Модуль числового программного обеспечения дает дополнительные возможности. В частности:

установка шпинделя возможна в вертикальном или горизонтальном положении, с выбранным углом поворота;
валов устанавливается от одного, двух, есть съемные шпиндельные головки — сложность выполняемых работ гораздо выше;
допускается любой тип поворота стола, поворотный механизм встраивается, что позволяет работать с поверхностями, длинными заготовками без снятия оснастки;
число осей от двух до пяти;
получается четкое позиционирование детали;
есть магазин инструментария;
выбирается мощность оборудования самостоятельно в зависимости от прочностных показателей детали;
форсированные режимы не ухудшают характеристики;
частота вращения инструмента определяется типом обрабатываемой поверхности.

Нельзя сказать, что вариации фрезерных станков с ЧПУ востребованы, но широкая сфера применения и универсальность приближают к таким. При выборе станка специалисты в первую очередь обращают внимание на сферу его использования, а уже потом сравнивают свои требования с имеющимися у определенных видов станков техническими параметрами.

Как устроена конструкция станка

Конструкция любых станков практически идентичная, если суть по основным узлам. А вот мелкие детали различаются — этим и обуславливается функциональность и сфера использования.

Станина

Станина является устойчивой базой станка на которой располагаются основные конструктивные детали — коробка скоростей и вал шпинделя. Она побирается таким образом, чтоб быть максимально удобной в использовании.

Коробка подач

Коробка подач фрезерного станка обеспечивает быстрые перемещения оси, консоли и салазок. В зависимости от типа оборудования изменяются особенности и число подач.

Консоль

Консоль выступает основной деталью станка. Двигается консоль при включении прибора по направляющим станинам. На последние монтируется коробка передач.

Коробка переключения скоростей

Коробка переключения скоростей управляется электрический частью агрегата. Это устройство передает вращение шпинделю, а он фрезам. При этом эффективность и безопасность работы зависит и от узла, так как он определяет скорость движения, остановку.

Стол и салазки

Стол в зависимости от вида станка может не иметь возможности вращения, или же обладать ей (вертикальный, горизонтальный, круговой, поступательный, крестовый и другие виды движения). Салазки наиболее удобны те, что обладают поворотным устройством.

Что нужно учесть при выборе оборудования?

Выбирая оборудование следует учесть ряд характеристик, особенно если речь идет о покупке домашнего станка. Приборы, использующиеся в промышленных целях, обычно подбираются группой специалистов.

Размер заготовок

Домашний станок не в силах обрабатывать большие детали максимально быстро. Его функциональность ограничена. Для начала потребитель оценивает, с какими деталями по конфигурации по размеру он будет работать. Обычно небольшой настольный прибор с горизонтальным столом удовлетворят потребности в иссечении обычных заготовок. А вот если нужно обточить коленвал, тормозные диски, необычный уголок потребуется устройство с вертикальной осью.

Универсальные фрезерные станки выбирают те, у кого домашняя мастерская. С числовым управлением — слишком трудные для самостоятельного использования.

Мощность

Мощность, которую показывает фрезер, принято считать эффективностью работы. Но учитывать стоит не только то, сколько и за какое время деталей сделано, а и возможности подключения. Не все домашние приборы подключатся к сети 380 В, что характерно для промышленных линий. Для самостоятельного использования избавляются варианты мощностью 220 В, которые избавят вас от протягивания дополнительного кабеля.

Диаметры сверления

Диаметры сверления напрямую определяются используемыми видами инструментов. Некоторые из резервных станков, особенно те, что относят к годам производства до 1990 не оснащены возможностью замены на инструменты другого производителя. Современное же оборудование позволяет вставлять инструментарий другой компании, что дает широкое поле для работы. Диаметр сверления — важная характеристика для домашнего станка.

Подходите к выбору с умом, так как значительно увеличь или уменьшить ее вы не сможете.

Фрезерные станки на производстве имеют вес от 2-2,5 тонн, могут быть вариации в меньшую или большую сторону. Понятно, что для использования дома такие не подойдут, даже если вы поставите их в гараж. Сейчас продаются мини варианты, при помощи которых начинающий и опытный мастер проводит работы по металлу. Весят они от 300 килограмм. Конечно, вес напрямую определяет функциональность. На самом маленьком по весу выточить можно только небольшие детали, ведь используются маломощные конструктивные узлы.

Если вы хотите, чтоб мастерская была универсальной и приравнивалась к функционалу к промышленной, то покупайте станок функциональный, но не самый большой по размеру. За счет оснащения его новыми деталями и инструментами вы сможете увеличить сферу использования.

Самодельный фрезерный станок по металлу своими руками

Фрезерный станок простейшего вида можно изготовить своими руками. Для этого понадобится привод для оборудования, крышка и самодельный лифт, упор. Купить необходимо электрический двигатель с нужными мощностями показателями, направляющую и прочный стол.

Привод для станка

Электропривод для небольшого станка делается самостоятельно. Умельцы предпочитают использовать моторы российского и зарубежного производства, мощность достигает 500 В. Но этот вариант подойдет только для маломощного агрегата, так как при работе на больших скоростях глохнет и не оправдывает человеческие ресурсы. Гораздо эффективней выбрать двигатель с мощностными характеристиками от 1100 В. Фрезер используется любой конструкции, есть подшипники, благодаря чему устройство выдерживает большие нагрузки.

Вопрос привода решается индивидуально в зависимости от того, какие показатели мощности хотят получить. Для одних видов работы оптимальными станут электрические моторы с мощностью до 2 кватт, для других — с обычным приводом, который используется в ручных инструментах (около 500 Ватт).

Как изготовить самодельный лифт для фрезера?

Регулировочному лифту уделяют особое внимание. Оптимальный вариант — использовать фанерные листы. Они собираются и закрепляются на столе (не используйте ремни). Фреза надевается на вращающий вал. Важно, чтоб привод обеспечивал высокую скорость вращения и не мешал лифту. Лифт же состоит из корпуса, поводьев, каретки, оси и винтов. Собранный своими руками лифт позволяет каретке двигаться вверх и вниз по оси, а винту контролировать движение.

Создаем крышку

Крышка является деталью корпуса, которая сдерживает конструкцию. Она отвечает за то, что двигатель и каретка не расшатываются. Берется фанера с толщиной от 19 миллиметров, стандартная дина 0,5 м, в ширина — 0,5 м. Облицовка проводится текстолитом с толщиной 0,2 мм (припуски 2,5 сантиметра). Кромочные обкладки приклеиваются.

Монтаж упора

После сборки вышеописанных деталей производится просмотр стыковки по углам. Упор монтируется накладкой в 25 сантиментов из дерева. Оставляется пространство для кромок и шпунтов.

Сборка фрезерного станка

Маленький станок самостоятельно собирают за 2-3 вечера (не берется в учет время поиска деталей). Чистовая обработка важна, так как обеспечивает четкость и безопасность работы. Проверьте, хватает ли мощности привода. Попробуйте провести ползунок да упора. Он должен поступательно двигаться и не прижиматься.

Особенности станка с числовым управлением (ЧПУ)

Для домашней мастерской оборудование с ЧПУ часто лишняя трата денег. Дело в том, что станки такого типа мощные и громоздкие, несмотря на управление они не такие многофункциональные, а чаще предназначены для выполнения строго очерченного фланга работ.

Отличительная особенность устройства в том, что управляется оно не оператором напрямую, а при помощи электронных устройств. Поэтому станки безопасней, чем стандартные, ведь риск получить травму руки сводится к минимуму. Отличиями называют:

точная обработка деталей;
облегченная эксплуатация станка;
снятие человеческого фактора;
смена поворотов и инструментов в автоматическом режиме;
выбор типа программы (позиционная, контурная или комбинированная).

Станки с ЧПУ — варианты для крупного серийного производства. Возможности записи программы и неуклонного следования ей позволяют получить полностью единичные детали.

Правила эксплуатации

Фрезерный станок, даже если речь идет о варианте с ЧПУ, является опасным оборудованием. Поэтому:

перед эксплуатацией проверяется стабильность конструктивных узлов, уровень смазки и электрическое оборудование;
пропускается как минимум 5 холостых ходов;
проверяется отдельно упругость крепления заготовки на шпинделе;
даже при автоматическом управлении устройство под наблюдением;
регулярно проводится осмотр;
работают в защитной одежде, если это требуется, защищаются руки и глаза.

При выборе станка в первую очередь смотрят функциональность оборудования, насколько эффективность устройства сочетается с флангом выполняемых на производстве или дома работ. Не переплачивайте за дорогие модели с массой функций, если не знаете, понадобятся ли они.

9 Лучших проектов для начинающих операторов на фрезерном станке с ЧПУ

Чтобы стать профессиональным оператором фрезерного станка с ЧПУ, нужно хотя бы немного узнать о многих вещах. На самом деле, это больше похоже на изучение множества вещей - от программирования до резки деталей с очень узкими допусками.

Однако после того, как новички усвоили некоторые основы в каждой из этих областей, они часто стремятся приступить к каким-либо проектам. Чтобы помочь вам начать работу, мы составили список лучших проектов для начинающих операторов, которые можно сделать на фрезерном станке с ЧПУ.

Фрезерование овцы

Для начала создайте овцу с помощью фрезерного станка с ЧПУ! На самом деле это намного проще, чем кажется. Вы создадите программу, чтобы вырезать контур овцы в части материала. Подойдет любой материал, лучше начать с чего-нибудь, кроме высококачественной стали. Проект поможет закрепить ваши базовые навыки программирования, а также поможет узнать, с чего начать и с чего закончить программу ЧПУ. Вы можете настроить базовую программу, по мере необходимости, чтобы приспособить ее к различным станкам, материалам и размерам инструментов.

Код был разработан для вырезания на пенопласте концевой фрезой с 2 канавками 1/8 дюйма, но он также должен работать и с мягкой древесиной. Если у вас нет этих инструментов или материалов под рукой, файл .zip также содержит 3D-модель овцы, так что вы можете запустить его через желаемое программное обеспечение CAM, чтобы настроить для другого материала или инструмента.

Чтобы настроить резку, закрепите материал так, чтобы он располагался под прямым углом к машине. Используя UGS или любое другое управляющее программное обеспечение по вашему выбору, переместите инструмент. Сбросьте нулевую точку в центре. Любой метод удержания должен быть достаточным, вы можете ссылаться на них на странице "Удержание" в разделе "Основы". Размеры овцы составляют 100 мм в ширину и 70 мм в высоту, глубина реза составляет 6 мм.

Куб Тернера

Качественно выполненный куб Тернера выглядит даже большим чудом инженерной мысли, чем он есть на самом деле, геометрические фигуры слой за слоем располагаются внутри куба. Нельзя сказать, что это простой проект - создание хорошего куба Тернера проверяет вашу способность сохранять сам куб идеально квадратным. Вам также необходимо обеспечить идеальную отделку и равномерно пропорциональный интерьер. Но если все будет сделано правильно, вы пройдете свой первый тест фрезерования на станке с ЧПУ и получите впечатляющее украшение для своего стола. Вы можете найти инструкцию по созданию такого куба по ссылке на CNC Cookbook.

Параллельные прецизионные блоки

В какой-то момент вашей карьеры фрезеровщика вам понадобится проделать сквозное отверстие в заготовке. Проблема в том, что единственное, что находится под вашей заготовкой - это станина вашего станка, поэтому, просверливая сквозное отверстие, вы, вероятно, либо повредите стол, либо, что более вероятно, испортите своё сверло.

Параллельные прецизионные блоки - простой, дешевый и легкий способ решить все эти проблемы. Вы можете найти большой набор инструкций здесь, но короткая версия заключается в следующем: во первых, используйте более мягкий металл, например алюминий, так что если вы попадете фрезой в один из таких блоков вы не повредите ваш инструмент. После этого ваша задача состоит в том, чтобы просто сделать эти параллели, ну, параллельными, чтобы вы могли использовать две или более из них для поддержки заготовки и создания столь необходимой высоты.

Направляющая для метчика

По сути, это один из самых простых проектов в списке, но вы все равно можете использовать его для отработки точной резки. Когда вы закончите, вы обнаружите, что это один из самых полезных инструментов.

Направляющая для метчика - это просто металлический блок с просверленными отверстиями. Вы можете использовать его, чтобы «направлять» сверло в заготовку при резке новой детали, отсюда и название. Фрезерование собственной направляющей для метчика заставляет вас практиковать точную резку, конусность и навыки измерения, необходимые для сопоставления каждого отверстия с вершиной V-образной выемки в нижней части блока.

Тиски инструментальщика

Порядок операций, припуск на шлифование, планирование работ - вот что вы узнаете, делая инструментальные тиски на своем фрезерном станке. Это довольно сложная работа, хотя сложность возникает больше при планировании, чем при резке деталей. Тем не менее, данный проект повысит ваши навыки по использованию фрезерного станка с ЧПУ. Чертежи прилагаются!

Подставка для микрометра

Вот проект, сочетающий в себе несколько приемов. Вам понадобятся столярные и токарные работы, нужно будет освоить резьбу и нарезание пазов. И этот проект подставки для микрометра также предоставляет несколько возможностей сделать его красивым. Вы можете практиковать свой навык отделки до тех пор, пока подставка не засияет, и в конце работы у вас будет инструмент, который будет красивым и чрезвычайно практичным.

Молоток оператора

"Молоток оператора" часто используется как стартовый проект для освоения токарного станка, но с небольшой модификацией вы обнаружите, что он подойдёт и для освоения фрезерного станка. Конечно, если у вас есть и токарный станок с ЧПУ, сделайте этот проект на обоих станках и вы заметно улучшите свои навыки.

В прикрепленном файле вы найдете отличный пример хорошего "молотка оператора".

V-образные блоки

V-образные блоки - это высокоточные приспособления для металлообработки, которые обычно используются для удержания круглых металлических стержней или труб для выполнения операций сверления или фрезерования.

Этот проект позволит отточить навыки планирования работ, фрезерования, термообработки и шлифования.

Стальной суперблок 1-2-3

Базовые блоки 1-2-3 это более сложная версия параллельных прецизионных блоков, упомянутых ранее. Как и параллельные блоки, их нетрудно изготовить, но они требуют некоторой точности. Главное, чтобы каждый блок был такого же размера и формы, что и другие, обеспечивая параллельность и соответствие сторон. Вы можете использовать блоки 1-2-3, чтобы поддерживать детали или удерживать их над станиной фрезерного станка, что позволяет полностью фрезеровать детали через заготовку.

Суперблок 1-2-3 развивает идею дальше, используя чередующийся рисунок отверстий с зенковкой и резьбой, позволяя соединять блоки вместе. Соблюдение абсолютно точного чередующегося рисунка проверит ваши навыки обработки, а также поможет вам научиться доводить простой проект до совершенства.

Вы можете найти подробный план по созданию суперблока 1-2-3 в прикрепленном файле.

Каждый из перечисленных выше инструментов подтолкнет вас к развитию как оператора станка, заставляя изучать разные техники и думать о каждом проекте по-новому. Какой бы проект вы ни выбрали, после его завершения вы повысите свои умения в работе на фрезерном станке с ЧПУ.

Если вам понравилась данная статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

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.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

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.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

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.

Создание фрезерного станка с ЧПУ по металлу своими руками

ЧПУ устройства – из числа сложных, но многим умельцам под силу самодельный фрезерный станок сделать собственноручно. Достаточно иметь подробное описание, комплектующие, необходимый инструмент.

Приступать к работе, имея инструкцию
Варианты
Что понадобится для сборки
Простейшая схема создания устройства
Собираем самодельное оборудование
Использование старых ШД
Разберемся с электронной «начинкой» устройства
12 шагов к построению станка
Заключение

Фрезеровочное устройство предназначено, чтобы путем обработки металлов фрезером, изготовлять различные изделия из них. Можно найти множество причин, почему люди желают создавать фрезерные станки с ЧПУ по металлу своими руками, и это имеет смысл.

Действительно, не всем по карману их приобрести в торговой сети, или непосредственно от производителя: цены на них немаленькие. Но есть люди, получающие максимум удовольствия от того, что работают своими руками, создавая что-то уникальное. Например, ЧПУ фрезер под конкретные задачи, не предусмотренные агрегатами заводского изготовления. Хотя работа их строится по сходному принципу, а конструкции во многом схожи.

Приступать к работе, имея инструкцию

Фрезерные станки с ЧПУ стационарного типа, задействованные на предприятиях, выполняют масштабные работы. Поэтому у них огромные габариты и возможность выполнять обработку толстых листов металла большого формата. У настольных станков – маленькие размеры и есть возможность производить серийные партии продукции высокого качества.

Самодельный фрезерный станок ЧПУ, созданный из средств, которые есть под рукой, по сути, может служить прототипом бытовых и настольных агрегатов. А это также существенная экономия семейного бюджета.

Совет: независимо от формы заготовки, обрабатываемой на станке, надо знать свойства материала, который подлежит обработке. В связи с этим стоит правильно рассчитать жёсткость будущей конструкции!

Когда планируется сборка самодельного агрегата, но бюджет его ограничен, то для механической части конструкции будущего станка подбирают элементы, которые подходят по цене. Чтобы обеспечить полноценную работу электроники, следует найти нужные узлы. Если компьютер уже есть, устанавливается профессиональная программа типа ArtCAM, Mach3, Machine и Kcam4.

Варианты

Все это потребует и финансовых вложений, и затрат времени. Но возможность обладать оборудованием, работающим эффективно и точно обрабатывающим заготовки, и которое доступно по цене, – того стоит. Чтобы сделать токарный станок по металлу или фрезерный, существует два варианта:

Приобрести готовый набор со специально подобранными элементами, и собрать его по схеме.
Комплектующие извлекаются из старых сканеров и принтеров, а устройство, которое бы полностью удовлетворяло все чаяниям умельца, собирается собственноручно.

Главное, чтобы иметь инструкцию по сборке самодельных устройств (фрезерного или токарного) с ЧПУ, где указаны:

используемые материалы;
список необходимых комплектующих;
перечень инструментария;
чертежи комплектующих;
цены на приобретение элементов (приблизительно).

Но есть один минус: чтобы прочесть хорошие инструкции – надо знать английский. Хотя, по мнению многих умельцев, разобраться в чертеже и схеме, даже не владея языком, – несложно. Главное – остановиться на оптимальной схеме для работы мини-оборудования.

Что понадобится для сборки

В перечне компонентов фрезерных станков или для токарных работ нужно иметь:

шарико-винтовую передачу (ШВП) оси Z. Она нужна, чтобы преобразовать вращение и движение стало возвратно-поступательным, и наоборот;
вертикальные и поперечные направляющие – с их участием портал со шпинделем агрегата движется по вертикали; а рабочий стол – направо и налево;
продольные направляющие расположены на станине и обеспечивают движение рабочего стола по длине колонны;
колонну – в ней есть противовес для того, чтобы компенсировать нагрузку шпиндельного узла;
основание, на нем располагают оснастку;
шпиндель – в нем закрепляется рабочий инструмент;
рабочий стол – в его плоскости выполняют фрезерование и токарные работы;
системы охлаждения фрезера, резца и шпинделя от перегрева.

Простейшая схема создания устройства

Фрезерное устройство с числовым программным управлением может иметь своей основой б/у станок, на нем вместо рабочей головки со сверлом, ставят фрезер. Затем надо будет сконструировать механизм, который бы обеспечил передвижение в координатных плоскостях. Его собирают, взяв каретки от бывшего в употреблении принтера, и этим уже обеспечится работа в 2-х плоскостях.

К устройству без проблем подключается ПУ. Но оно сможет лишь работать с пластиковыми заготовками, из дерева, тонких металлических листов. Причина – недостаточная жесткость конструкции. Это, по сути, будет модификация станка, работающего с мягкими материалами. Чтобы сделать полноценный программируемый станок, который способен фрезеровать заготовки из любых материалов, достаточно двух мощных шаговых двигателей. Их реально сконструировать, немного доработав, из электромоторов.

Они хороши тем, винтовая передача не нужна, функционал самодельной конструкции не ухудшатся. Если решено пользоваться кареткой с принтера, лучше поискать его крупногабаритную модель. Соединяют вал фрезерного устройства и зубчатые ремни, чтобы избежать проскальзывания на шкивах.

Собираем самодельное оборудование

Сначала фиксируем на направляющих балку с прямоугольным сечением. Для несущей конструкции устройства нужна достаточная жесткость. Лучше обойтись без сварного соединения всех элементов, применяя винты и болты. Швы, образовавшиеся при сварке, плохо переносят вибрацию. И рама способна быстро разрушиться.

В фрезерном станке, или же токарном, собранном собственноручно, необходимо иметь механизм, способствующий тому, что рабочий инструмент перемещается в плоскости, расположенной вертикальной. С этой целью применяют винтовую передачу.

Что касается вертикальной оси, она легко изготовляется из плиты алюминия. Нужно только параметры оси идеально подогнать к габаритам будущего устройства. Если умелец располагает муфельной печью, конструкция алюминиевой оси изготовляется самостоятельно: для ее отливания пользуются отраженными в чертеже габаритами.

Сборку начинают с ШД. Чтобы их смонтировать, оба двигателя закрепляют позади вертикальной оси на корпусе. Первый несет ответственность за то, чтобы фрезерная головка перемещалась в горизонтальном направлении, а другой, – образно говоря, «опекает» вертикальную. И уже затем начинается монтаж оставшихся узлов.

Для обеспечения вращения всех механизмов служат ременные передачи. Перед подключением к станку ПУ, нужна проверка (выполняется в ручном режиме) его работоспособности и устранение по ходу выявленных недостатков.

Использование старых ШД

Конструкциям станков с ЧПУ не обойтись без ШД, обеспечивающих движение инструмента в 3D. Иногда в их изготовлении используют электромоторы из матричного принтера. Большая часть устаревших моделей была оснащена мощными электродвигателями. Со старого принтера извлекают стержни из стали с высокой прочностью, которые будут использованы в конструируемых станках.

Для изготовления фрезерного программируемого станка, работающего с металлом, нужен не один шаговый двигатель, а целых три. Из матричного принтера мы снимем два, поэтому будет разобрано еще одно старое печатное устройство.

Совет: Выполняя сборку, важно проследить за процессом скольжения каретки относительно всех направляющих. Когда не достигнута плавность, а это наблюдается в случае неграмотной сборки, реально в момент запуска сломать станок или же испортить заготовку.

Желательно, чтобы у двигателя было пять проводов управления, это расширит функционал мини-агрегата. Изучаются параметры ШД: какой угол выполнения одношагового поворота, определяется величина таких показателей, как напряжение питания и сопротивление обмоток. Подключая каждый из двигателей, их нужно обеспечить индивидуальными контроллерами.

Несложно и с приводом, его собирают из шпильки и гайки нужных размеров. Чтобы вал движка зафиксировать, и он был присоединен к шпильке, можно взять резиновую обмотку от электрокабеля достаточной толщины. Фиксатор лучше сделать в виде винта, его вставляют во втулку из нейлона. Изготовляя эти несложные элементы конструкции, можно воспользоваться наборов напильников и применить в работе дрель.

Разберемся с электронной «начинкой» устройства

Управлять станком с ЧПУ, сделанным собственноручно, призвано программное обеспечение. Для правильного выбора ПО (часто его пишут самостоятельно), нужно позаботиться о включении драйверов для контроллеров, если хотят иметь функциональное устройство.

Электронный блок, который ним управляет, подключается к порту LPT, а униполярные ШД для 3-х координатного ЧПУ станка – по специальной схеме. Что касается электронных комплектующих, то нужны только качественные, если умельцу важно добиться точности в выполнении технологических операций. После их подключения, выполняется загрузка нужного ПО одновременно с драйверами. И уже за этим последует проверка работы загруженных программ, посредством пробного запуска станка, с последующим выявлением и устранением недоработок.

12 шагов к построению станка

Надо знать, что есть немало самодельных чертежей станка с ЧПУ, предлагаются различные подходы к решению некоторых задач. Чтобы в этой информации не «заблудиться», опытные специалисты разработали руководство, в котором сформулировано 12 главных шагов для создания функционального агрегата.

Воплощая станок в металле, нужно определиться:

С ключевыми конструктивными решениями, учитывающими бюджет.
Основанием и элементами Х-оси.
С правильным проектированием козловой оси Y.
Схемой сборки оси Z.
Линейной системой движения.
Компонентами механического привода.
Выбором двигателей.
Конструкцией режущего стола.
Параметрами шпинделей и системы охлаждения.
Электронной начинкой и источниками питания.
Параметрами контроллера ПУ.
Выбором необходимого ПО.

Заключение

Многие умельцы уже пользуются станками координатно-расточной группы собственного изготовления, обрабатывающими металлы. На них несложно создавать детали со сложными конфигурациями, так как станок перемещается в трех плоскостях. Важно лишь иметь определенные навыки, инструменты, подробные схемы и набор элементов будущей конструкции, а также желание воплотить свою мечту в жизнь.

Читайте также: