Этапы сборки самодельного фрезерного станка

Содержание

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.

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.

Поэтапное создание фрезерного станка по дереву своими руками

Если по каким-то причинам затруднительно приобрести данное оборудование, то можно соорудить установку самостоятельно. Учитывают все следующие компоненты:

  • Столешница.
  • Параллельный упор.
  • Шпиндель.
  • Станина.
  • Салазка.
  • Пылесос для устранения стружки.

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.

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.

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.

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.

ЧПУ фрезер

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.

Фрезеровальное оборудование

Создать ЧПУ выжигатель своими руками или фрезерный станок можно для того, чтобы существенно сэкономить, так как предложение Arduino, CNC или других производителей обходится дорого.

В домашней мастерской чаще других встречаются фрезеровальные станки. Они применяются для получения корпусных изделий, гравировки, сверления и выполнения других операций

Прежде чем создавать ЧПУ фрезер своими руками нужно уделить внимание следующим моментам:

  1. Проводится выбор наиболее подходящего двигателя по параметрам. Основное вращение получает режущий инструмент от электрического двигателя через привод.
  2. Рассчитывается то, насколько большим должен быть корпус станка и какие нагрузки будут возникать. Станина создается в зависимости от того, каких размеров будут обрабатываемые заготовки.
  3. Проводится подбор наиболее подходящих линейных подшипников, а также шарико-винтовой пары. Большинство узлов имеет клиноременную передачу в качестве привода.
  4. В большинстве случаев фрезеровальное оборудование имеет вертикальную компоновку. Станина служит для размещения рабочего стола, вертикальная стойка для шпиндельной бабки. Вращение передается режущему инструменту, движение в продольном и поперечном направлении столу или шпиндельной бабки. Подача осуществляется в вертикальном направлении, для чего на вертикальной стойке размещается направляющей.

Как изготовить вертикально-фрезерный самодельный агрегат по дереву?

Детали мебели, беседки, плинтуса, другие элементы интерьера удобнее делать на вертикально-фрезерном станке. Его конструкция отличается простотой изготовления в домашних условиях и жесткостью.

Конструктивная схема

Станок представляет собой стол с фрезером, закрепленным под столешницей на подвесе. Все механизмы спрятаны внизу и не мешают работе. Над плоскостью стола выступает только фреза. Высота шпинделя и цанги выставляется с помощью лифта.

Упорная линейка ограничивает движение детали по столу и направляет ее относительно фрезы. Гребенки прижимают заготовку к столу. Сзади на упоре установлен патрубок для пылесборника. Размер стола, может быть любой, он должен обеспечивать устойчивое положение детали и не занимать лишнее место.

Важно!
Для фрезеровки по копиру на шпиндель одевается копировальное кольцо, сверху устанавливается фреза и выставляется по высоте. Шаблон находится снизу, заготовка сверху

Они скрепляются и движутся вместе. Упорная линейка убирается.

Плита и подвес привода

Крепление фрезера или электромотора со шпиндельной головкой снизу непосредственно к крышке стола, сложная процедура. От вибрации винты будут выкручиваться. Непосредственно возле фрезы стирание поверхности больше и придется менять всю столешницу.

Из силумина, алюминия или оргстекла делается подвес – вставная фрезеровальная пластина.

  1. Вырезать пластину прямоугольной формы. Она должна в 1,5-1,8 раза превышать по размерам диаметр корпуса фрезерного узла. Снять острые кромки, скруглить углы.
  2. Сделать отверстия для крепления фрезера. Сверху сделать углубления под головки винтов. По центру расточить отверстие под шпиндель.
  3. С каждой стороны на расстоянии 8 мм от края сделать отверстия и нарезать резьбу М6 под регулировочные винты. По углам для крепления к столешнице.
  4. Обвести контур пластины и отверстия на столешнице.
  5. Используя центр шпинделя как ось, сделать круглое отверстие на 1- мм больше корпуса шпиндельного узла. Он должен свободно проходить в него.
  6. Сделать занижение в оставшемся обведенном контуре на толщину пластины.
  7. Подвес с фрезером опустить в отверстие и закрепить пластину на столешнице.

Перед тем, как затянуть крепежные болты, фрезерную пластину следует выставить регулировочными винтами по плоскости крышки стола.

Упор и пылеулавливатель

Патрубок пылеулавливателя устанавливается на продольном упоре, по центру. Для этого с многослойной фанеры толщиной 18 мм вырезается основание и сам упор.

  1. По центру обеих деталей вырезается полукруглое отверстие.
  2. Детали соединяются под прямым углом.
  3. Сзади крепится патрубок.

Упор устанавливается на свое место. Для ступенчатого перемещения по краям столешницы сверлятся отверстия или устанавливаются струбцины, чтобы переставлять направляющую на любой размер.

Важно!
Центр выборки в упоре и основании должен быть точно напротив оси вращения фрезы.

Пылесборник

Собирать стружку и пыль можно бытовым пылесосом. Но объема его мешка хватит на несколько минут работы оборудования. Необходимо изготовить пылесборник. Для этого использовать пластиковую емкость или старый молочный бидон.

  1. На крышке подметить 2 отверстия. Одно из них должно соответствовать диаметру шланга от пылесоса, второе отводной трубке.
  2. Подключить шланг к выводному отверстию компрессора или пылесоса. Второй конец опустить в крышку пылесборника.
  3. Срезать торец отводной трубки под углом и согнуть ее. Вставить в крышку.

Пылесос будет собирать стружку, пыль и отправлять их в емкость. По трубке лишний воздух будет выходить наружу.

Важно!
Чтобы мелкая пыль не вылетала наружу, в трубку можно вставить сменный фильтр из губки.

Гребенка

Гребенка прижимает деталь во время движения и гасит вертикальную вибрацию. Делается она из дерева твердых пород, пластика. Пластина длиной 205 мм и шириной 45 мм вырезается вдоль волокна древесины.

  1. Скруглить на радиус задний торец заготовки.
  2. В центре закругления просверлить отверстие под крепеж.
  3. Сделать в оси гребенки узкий продольный паз длиной 50–55 мм и шириной 7 мм.
  4. Под углом 30⁰ срезать второй торец.
  5. На длину 67 мм нарезать дисковой пилой 1 мм пазы. Должно образоваться 10 полосок – прижимов.

Зачистить все заусенцы, острые кромки и сколы. Пропитать деталь олифой для прочности или акриловой грунтовкой.

Важно!
Прорези должны быть одинаковой длины и заканчиваться под углом, как торец детали. Первый зуб гребня укоротить на 3 мм.

Варианты конструкции: делаем фрезерный станок из подручных средств

Оборудование можно соорудить из дрели, болгарки, «стиралки». Это наиболее популярные бытовые варианты. Устройства получаются с меньшей мощностью и ручного типа, но пригодны для незначительных работ.

Как из обычной дрели сделать функциональный фрезер по дереву

Здесь сооружается подставка, и меняется оснастка. Это главные критерии сотворения такого варианта фрезера.

Хвостовик фрезы фиксируется в патроне. Можно сделать фрезер вертикального и горизонтального действия (пример 1 и 2). Подставка создаётся из ЛДСП.

Пример 1:

Пример 2:

Преимущества и недостатки фрезера из дрели

Плюсы такого устройства:

  • Простота применения.
  • Мало пыли от работы.

Минусы:

  • Слабое качество результата по причине невысоких оборотов (3000 в мин).
  • Очень узкий спектр функций.

Как сделать фрезер из болгарки

Есть два способа:

  • На шпиндель инструмента накручивается цанга. Работа может идти со всеми оснастками, которые имеют хвостовики цилиндрической формы.
  • На шпиндель крепится стандартный патрон кулачкового типа (от дрели)

Фрезер из двигателя от стиральной машины

Создаётся стол по описанному методу. Вал мотора ставится на цангу. Для этого заказывается специальный переходник.

Создаётся подъёмная система для контроля над выходом инструмента: на двух трубах крепится двигатель и резьбовая шпилька.

Она одним окончанием идёт в гайку, фиксированную к дну стола, а вторым – в нижнюю сторону двигателя. На ней прочно фиксируется поворотное устройство – колесо. За счёт регулируется высота.

1 Что собой представляет станок с ЧПУ?

Станки ЧПУ на базе печатных плат «Ардуино» способны в автоматическом режиме бесступенчато менять частоту вращения шпинделей, а также скорость подачи суппортов, столов и прочих механизмов. Вспомогательные элементы станка ЧПУ автоматически принимает нужное положение, и могут использоваться для резки фанеры или алюминиевого профиля.

В устройствах на основе печатных плат «Arduino» режущий инструмент (предварительно настроенный) также сменяется в автоматическом режиме.

В устройствах ЧПУ на базе печатных плат «Ардуино» все команды подаются через контроллер.

Контроллер получает сигналы от программоносителя. Для такого оборудования для резки фанеры, металлического профили или пенопласта программоносителями являются кулачки, упоры или копиры.

Самодельный станок на базе плат Ардуино

Поступивший из программоносителя сигнал через контроллер подает команду на автомат, полуавтомат или копировальный станок. Если необходимо сменить лист фанеры или пенопласта для резки, то кулачки или копиры заменяются другими элементами.

Стоит отметить, что собрать станок ЧПУ для резки фанеры или пенопласта на базе плат Arduino своими руками можно без особых сложностей. Управление в агрегатах ЧПУ на основе «Ардуино» осуществляет контроллер, который передает как технологическую, так и размерную информацию.

Самодельный гравировальный станок с ЧПУ на базе управления Ардуино

Применяя плазморезы с ЧПУ на базе плат «Ардуино» можно освободить большое число универсального оборудования и наряду с этим увеличить производительность труда. Основные преимущества станков на базе «Ардуино», собранных своими руками, выражаются в:

  • высокой (по сравнению с ручными станками) производительностью;
  • гибкости универсального оборудования в сочетании с точностью;
  • снижении потребности в привлечении квалифицированных специалистов к работе;
  • возможности изготовления взаимозаменяемых деталей по одной программе;
  • сокращенных сроках подготовки при изготовлении новых деталей;
  • возможности сделать станок своими руками.

1.2 Разновидности ЧПУ станков

Представленные агрегаты для резки фанеры или пенопласта, использующие для работы платы «Arduino», делятся на классы по:

  • технологическим возможностям;
  • принципу смены инструмента;
  • способу смены заготовки.

Любой класс такого оборудования можно сделать своими руками, а электроника «Arduino» обеспечит максимальную автоматизацию рабочего процесса. Наряду с классами, станки могут быть:

  • токарными;
  • сверлильно-расточными;
  • фрезерными;
  • шлифовальными;
  • станки электрофизического ряда;
  • многоцелевые.

Токарные агрегаты на базе «Arduino» могут подвергать обработке наружные и внутренние поверхности всевозможных деталей.

Станок с ЧПУ трехмерной резки под управлением Ардуино

Вращение заготовок может проводиться как в прямолинейных, так и в криволинейных контурах. Устройство также предназначается для резки наружной и внутренней резьбы. Фрезерные агрегаты на базе «Arduino» предназначаются для фрезерования простых и сложных деталей корпусного типа.

В зависимости от вида обрабатываемых поверхностей агрегаты могут быть:

  • плоскошлифовальными;
  • круглошлифовальными;
  • внутришлифовальными;
  • шлицешлифовальными.

Многоцелевые агрегаты могут применяться для резки фанеры или пенопласта, выполнять сверление, фрезерование, расточку и токарную обработку деталей

Перед тем, как сделать станок с ЧПУ своими руками, важно учитывать, что деление оборудования производится и по способу смены инструмента. Замена может производиться:

  • вручную;
  • автоматически в револьверной головке;
  • автоматически в магазине.

Если электроника (контроллер) может обеспечивать автоматическую смену заготовок с использованием специальных накопителей, то аппарат может длительное время работать без участия оператора.

Инструменты и материалы

Материалы и функциональные комплектующие для изготовления будущего станка.

Древесина (например, фанера) для корпуса. Высокая нагрузка на станок потребует листовую сталь, профиль (уголок, обычная труба).
Шпиндель также изготавливается стальным (при необходимости). К нему полагается основной мотор с мощностью до 2 киловатт. Конструкция шпинделя станка, рассчитанного на многочасовую и непрерывную работу, нуждается в водяном охлаждении.
Инверторный блок (частотный преобразователь) – выбирается с некоторым запасом мощности. Мотор на 1,5 кВт, например, потребует инвертор мощностью 2,5-3 кВт.
Электронный блок управления или микрокомпьютер – старый «системник» ПК.
Шаговые моторы с платами драйвера – 3 шт

Каждый из них перемещает обрабатываемые заготовки по трём координатам (X, Y, Z).
Кабельный жёлоб или канал – механизмы значительно движутся, неосторожное движение может разрезать один из кабелей.
Кабели разные – их общая протяжённость может достигать метров двадцать.
Шпиндельная цанга или фрезерный патрон.
Охлаждающие шланги и наборы шарикоподшипников (коронки-сепараторы соответствующего диаметра с нужным количеством стальных шариков). Без шариков не сработает ни один крутящий механизм.
Гибкая муфта для передачи плавности хода и уравновешивания параметра соосности шагового двигателя.
Фрезы по дереву

Вначале собранный станок проверяется на обработке древесины.
Болты и гайки с плоскими и гровер-шайбами соответствующих размеров, саморезы.
Водяная помпа – откачивающий насос для перегонки воды по охлаждающему контуру.
Клеи: «суперклей» (например, «Секунда»), герметик, «Момент1». Может потребоваться и эпоксидный (ЭДП).

В качестве инструментария подготовьте.

  • Сварочный аппарат и набор электродов. Повысить качество сборки поможет полуавтоматическая сварка.
  • Шпильки – вытачиваются на токарном станке, если не удалось подыскать готовые.
  • Болгарка и отрезные диски по металлу.
  • Ручной инструмент: молоток, кусачки, плоскогубцы, шлицевая и фигурная отвёртка. Возможно, потребуется пара разводных ключей – на размер гаек и головок болтов в 10-25 мм. Для шестигранных болтов понадобится набор таких же ключей или трёхгранная отвёртка с набором насадок.
  • Паяльник и подставка к нему, паяльный флюс, припой. Стандартный припой – марки ПОС-40. Если паяльный флюс недоступен, то потребуется обычная канифоль.

Виды агрегата

Существует немало видов фрезеровального оборудования, каждый из которых имеет свои отличительные черты конструкции и предназначение. Условно устройства можно подразделить на несколько типов.

Станок с числовым программным устройством

Конструкция этого вида устройства имеет встроенный микропроцессор с определенным объемом оперативной памяти и операционной системой. Благодаря этому его можно запрограммировать на выполнение определенной последовательности операций, настроить функции устройства.

Преимущество работы станка с ЧПУ заключается в следующем:

  • способен выполнять одновременно несколько типов операций;
  • позволяет экономить затраты на оплату трудовых ресурсов и организацию производственного процесса;
  • повышение уровня производительности труда;
  • сокращение времени, необходимого на выполнение поставленной задачи.

Для работы с этим видом устройства для фрезеровки необходимо обладать специальными навыками и знаниями.

Ручной тип станка

Фрезерный стол для ручного фрезера своими руками обладает способностью выполнять меньший объем работы, чем оборудование с ЧПУ. Небольшой размер станка не позволяет использовать его на производстве, а лишь в домашних условиях. Как правило, ручной вид фрезеровального оборудования предназначен для выполнения пазов при соединении деталей. Особенно актуален станок при изготовлении пазов небольших размеров.

Стоит также отметить, что часто ручной фрезеровальный станок используется при необходимости обработки заготовки из дерева, украшенной декоративными вставками. Это делает возможным применение оборудования на небольших предприятиях по изготовлению мебели.

Копировально-фрезеровальный механизм

Этот вид устройства в основном применяется для изготовления заготовок высокого уровня сложности, связанных с наличием сложных узоров и декоративных элементов. Не исключена возможность выполнения таких операций вручную. Однако это займет много времени и требует от мастера высокого профессионализма. Для того чтобы иметь возможность выполнения одинаковых заготовок, в производственном процессе используются предварительно изготовленные шаблоны.

Токарно-фрезеровальный агрегат

Станок предназначен для того, чтобы придать заготовке определенную форму посредством использования профильного метода работы. В результате использования этого оборудования есть возможность обработки заготовок многогранной, круглой или винтообразной формы. Это стало возможным благодаря возможности программирования рабочего процесса.

Настольное устройство

Основными свойствами станка можно считать удобство работы с ними и простоту конструкции. Как и предыдущий вид станка, его применение актуально на небольших предприятиях или в домашних хозяйствах. Оборудование настольного типа одновременно обладает простой конструкцией и возможностью выполнения сложных рабочих процессов.

Бытовой фрезер

Это простой вид фрезеровального оборудования, предназначенный для использования в домашних условиях. С его помощью можно выполнить такие виды операций:

  • распиловка заготовок из дерева;
  • строгание;
  • фрезеровка;
  • сверление;
  • шлифование и пр.

Оборудование просто в использовании и обслуживании.

Вертикально-фрезеровальный станок

Основным видом рабочего элемента для этого вида станка является фреза. Верстак способен выполнять такие процессы:

  • сверление;
  • зенкерование;
  • растачивание отверстий;
  • обработка поверхности пазов любого диаметра.

Немаловажное значение имеет то, что устройство можно применять для работы не только с заготовками из дерева, но и иными материалами. Каждый из вышеперечисленных видов фрезеровальных станков имеет свои особенности конструкции, а также область использования

Это обязательно необходимо учитывать при выборе определенного типа станка

Каждый из вышеперечисленных видов фрезеровальных станков имеет свои особенности конструкции, а также область использования. Это обязательно необходимо учитывать при выборе определенного типа станка.

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.

Другие функциональные детали

Их перечень таков:

  • Опорная плита. Гасит волны упругости.
  • Плата привода для погашения вибраций.
  • Гребенчатые упоры (гребёнки). Нужны для нейтрализации вертикальных вибраций заготовки.
  • Статичный боковой упор. Гарантирует правильную подачу детали и глубину её горизонтальной обработки.
  • Уловитель пыли.

Привод

Проём для размещения привода лучше сделать круглым, так у станка будет меньше вибраций в работе. Двигатель не должен контактировать с плитой.

Установка привода в данную плиту такова:

Плату привода лучше создавать из текстолита или стеклотекстолита плотностью минимум 1,5 см.