Мини фрезер своими руками

Содержание

Возможно, меня уволят за это!

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.

Домашний станок для фрезерования – незаменимое оборудование для обработки металла и других материалов своими руками. Если задаться целью, можно соорудить мини-копию промышленного оборудования, значительно сэкономив на комплектующих, при этом станок можно дополнительно наделить и токарными функциями. Самодельный фрезерный станок по металлу изготавливается достаточно несложно, в процессе изготовления необходимо лишь запастись терпением и иметь под рукой подробные чертежи, свойственные серийному оборудованию.

Самодельный фрезерный станок по металлу

Домашний фрезер является отличным помощником для обработки металлических или деревянных изделий в тех случаях, когда использование ручного инструмента не принесет желаемого результата. Можно в таком случае обратиться в мастерскую, но такие услуги не всегда стоят дешево. Обладая определенными навыками, можно собрать своими руками фрезерный станок по металлу простейшего типа или более сложную модель. Соответственно, у более простого типа станка, собранного на основе обычной дрели, функционал будет скромнее, чем у более сложного, оснащенного большим количеством комплектующих и работающего на основе электродвигателя. Если следовать инструкциям и чертежам, на основе которых собирают промышленные образцы фрезеров, для домашней мастерской можно соорудить станок, способный выполнять сложные технологические операции: вырезать изделия из металла или дерева, обрабатывать поверхности различной конфигурации, изготавливать пазы, фальцы, шлицы и т.п. При сборке станка можно опираться на видео-инструкции, которые можно найти в большом количестве в интернете.

Но перед тем, как вы приступите к сборке самодельного станка, хотели бы предупредить, что, не зная всех тонкостей сборки устройства, в итоге оно может оказаться небезопасным для эксплуатации. Поэтому если возникают сомнения в работе устройства, собранного своими руками, обратите внимание на фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ от отечественного производителя MULTICUT, которые имеют гарантию качества и большую производительность.

Конструкция и принцип работы

Работа оборудования может осуществляться вручную или автоматически. Второй тип станка оборудован модулем ЧПУ, позволяющим свести к минимуму участие человека при обработке, заточке и прочей работе с металлом.

Мини-фрезерный станок по металлу своими руками

Мини- фрезер ручной сборки состоит из электропривода из дрели, прикрепленной к станине. Чтобы собрать мини-фрезер, понадобятся следующие материалы:

Металлические уголки № 25
Швеллер
Автомобильный домкрат
Квадратная труба профилем на 20
Штырьки из металла для осей
Плотная фанера
Конус Морзе
Электропривод мощностью 400 вт
Сверлильный патрон

Первым делом необходимо изготовить станину из швеллера, в итоге должна получиться сварная конструкция в виде буквы П. Далее, из металлического уголка, который прикрепляется болтами к колонне, изготавливаются вертикальные направляющие для передвижения фрезерной консоли. Непосредственно вертикальное передвижение консоли фрезера будет осуществляться с помощью автомобильного ромбовидного домкрата по амплитуде в 10см. Направляюще консоли изготавливаются из профильной трубы, к которой прикрепляются штырьки из металла с резьбой. Амплитуда перемещения вбок составляет 13 см, а по горизонтали – примерно 9 см.

Из толстой фанеры изготавливается рабочий стол, который закрепляется к металлическому каркасу винтами. Чтобы добиться максимальной прочности рабочей поверхности, фанеру облицовывают текстолитом. Для этого вырезается заготовка в соответствии с размерами фанеры с припусками 25 мм. На текстолитовую деталь, а также на поверхность фанеры наносится клей, после склеивания процедура повторяется на оборотной стороне.

Из уголка и профильной квадратной трубы нужно сварить тиски, которые устанавливаются на столешницу, прикрепляясь саморезами. К приваренным перемычкам в станине прикрепляется дрель шпинделем книзу. К нему присоединяется конус Морзе со сверлильным или цанговым патроном. С помощью такого мини-агрегата можно обрабатывать или изготавливать изделия из мягких металлов – бронзы, алюминия.

Данная модель фрезера отличается тем, что сама дрель неподвижна, а перемещается только консоль с деталью. Существует второй вариант подобного фрезера, когда изделие находится неподвижно, а дрель перемещается с помощью лифта вдоль станка. Чтобы изготовить лифт, необходимо вырезать из текстолита опорную пластину, установить на столешницу. К пластине прикрепляется пара параллельных стоек, по которым будет передвигаться каретка (с помощью толкающего механизма) с прикрепленным мини-фрезером. Лифт должен быть устойчивым, жестким, чтобы не возникало ни малейшего люфта, который может испортить изделие при обработке.

ЧПУ фрезерный станок по металлу своими руками

Станок ЧПУ технологически является более сложным, чем мини-фрезер, инструментом, состоящим из следующих комплектующих:

Шарико-винтовая передача. Она используется для изменения вращательных движений в возвратно-поступательные и наоборот.
Вертикальные, поперечные и продольные направляющие. Они предназначены для приведения в движение портала со шпинделем по вертикали, рабочего стола вправо-влево и передвижения его по станине.
Основание для крепления всей оснастки.
Шпиндель, в котором закрепляется фреза для обработки металлических изделий.
Рабочая поверхность (стол)
Охлаждающая система для фрезы и шпиндельного узла.

ЧПУ-фрезер работает с помощью программного обеспечения, установленного на компьютер. В программе создается будущее изделие, рассчитывается в специальные коды, распознаваемые контроллером. Затем команда поступает к шаговым двигателям, которые перемещают шпиндель или фрезер в соответствии с контурами заготовки. Сам станок собирается по следующим этапам:

Первым этапом сборки чпу фрезера является сборка электропривода и станины, на которой будут располагаться комплектующие и сам станок. Она должна иметь прочную и жесткую конструкцию, располагаться на ровной поверхности. Мощность электропривода станка с чпу должна составлять 1-2 квт. В его роли можно использовать стационарный электромотор или электропривод из любого мощного ручного инструмента с большим количеством оборотов.
Устанавливается фрезеровочная консоль, колонны, все направляющие и шаговые двигатели. На этом этапе необходимо следить за тем, чтобы скольжение по направляющим производилось плавно и гладко. Кроме того, на этом этапе сборки чпу фрезера проверяется надежность крепления всех механизмов и их работоспособность. Название и точное количество необходимых элементов необходимо смотреть в точной инструкции и чертежах.
На заключительном этапе проверяется работоспособность всего станка в целом перед установкой программного обеспечения.
Элементы контроллера подсоединяются друг к другу в соответствии со схемой, подключаются к компьютеру, на котором установлено программное обеспечение и все необходимые драйверы. Когда программное обеспечение будет установлено, необходимо загрузить нужные эскизы деталей. После этого выбирается нужный материал, устанавливаемый на рабочую поверхность, а также тип фрезы для этого материала.

Работа на оборудовании должна производиться только после ознакомления с правилами техники безопасности. Это касается как чпу фрезера, так и мини-агрегата. Во-первых, необходимо использовать средства защиты глаз и открытых частей тела от попадания металлической стружки. Во-вторых, нужно следить за тем, чтобы фрезерный узел не перегревался, иначе он может разлететься на куски, причинив вред здоровью. В-третьих, вся электроника и сеть должны иметь заземление, а электрическая сеть должна быть защищена от возникновения короткого замыкания.

Фрезерный станок по металлу своими руками: видео

Часто возникают ситуации, когда нужно сделать паз, аккуратно подравнять край доски или изготовить деталь сложной формы. Обычно такую работу выполняют при помощи фрезера. В хорошо оборудованной мастерской под рукой есть любой инструмент и все необходимые станки.

Но как быть, если, к примеру вместо мастерской гараж, а в наличии только дрель. Можно решить вопрос в ближайшем магазине электроинструмента. Но, как обычно, всё упирается либо в финансы, либо в тот факт, что инструмент для фрезеровки необходим только на время, а потом просто будет пылиться на полке. Как известно, из любой ситуации есть выход, а конкретно из этой — фрезер своими руками из дрели.

Дрель выступает в качестве привода. В патрон зажимают режущий инструмент (фрезу или сверло) и производят обработку. При этом корпус электродрели крепится на каком-либо основании или механизме, обеспечивающем необходимое расположение режущей части относительно заготовки или детали.

Принцип действия аналогичен заводским вариантам фрезеров. Конструкция механической части также схожа или полностью повторяет элементы устройства не кустарного производства. Исключением являются детали крепления дрели. Кроме того, конструкция механизма зависит от материала изготовления.

Фрезеровальное устройство может быть простым и содержать минимум деталей и узлов, но при необходимости ничего не мешает «расширить» возможности электродрели, соорудив достаточно сложную конструкцию. Всё зависит от собственных возможностей и требований к функционалу самодельного инструмента.

Сделать фрезер своими руками из дрели можно, используя любые подручные материалы. Основное требование: конструкция должна быть прочной, наличие люфтов и перекосов не допускается, электродрель должна быть надёжно закреплена.

Для изготовления деталей можно использовать:

ДСП или многослойную фанеру толщиной от 12 мм;

обрезки доски подходящей толщины;

деревянные бруски.

Также возможно использование других материалов. К примеру, можно использовать металл. Неплохая идея — основание, сделанное из толстого оргстекла или акрила. Сквозь такой материал будет видна обрабатываемая поверхность.

Детали соединяют при помощи саморезов. Для надёжности все неподвижные соединения можно проклеить любым подходящим клеем (столярным, ПВА и прочим).

Для крепления подвижных узлов могут понадобиться болты или шпильки диаметром 6 – 8 мм . К ним будут нужны гайки, как обычные, так и барашковые. Для некоторых соединений могут потребоваться шайбы. Возможно использование мебельной фурнитуры: направляющие механизмы, различный крепёж и так далее.

В быту часто используют вертикальный ручной фрезер. Он имеет наиболее простую для повторения конструкцию. Достаточно изготовить стойку с креплением для электродрели, и устройство для выполнения простых операций готов. Пример такого самодельного агрегата на фото ниже.

Процесс изготовления подобного основания достаточно прост:

Первая деталь, с которой лучше начать — основание (подошва). Необходимо вырезать заготовку круглой или овальной формы.

Далее проделывают отверстие для фрезы. Оно должно иметь смещение относительно центра детали с учётом толщины боковой стойки.

В зависимости от габаритов электродрели изготавливают стойку необходимого размера и крепят её к основанию саморезами или мебельными конфирматами.

Жёсткость крепления обеспечивает распорка (косынка). Внутренние стороны этой детали должны иметь угол строго 90 о .

Следующий элемент — крепление для дрели. Можно использовать хомут для труб, как на фото или изготовить зажим из дерева или фанеры и закрепить его с помощью саморезов.

В качестве дополнительной фиксации над дрелью устанавливают упор.

Такой вариант подойдёт для выполнения черновой работы или послужит временной альтернативой полноценному инструменту. Для выполнения более точных операций придётся разработать конструкцию посложнее.

Ничего не мешает снабдить свою «самоделку» регулировкой вылета фрезы или возможностью менять угол наклона. Не исключено использование дрели в настольном фрезерном станке. Для этого электродрель устанавливают вертикально под рабочей поверхностью.

Сделать фрезер своими руками из дрели — задача не самая трудная. Сложности проявляются в использовании такого устройства. Стоит учитывать, что электроинструмент не рассчитан на такой способ применения и работа с ним будет иметь некоторые особенности и даже недостатки.

Первое, что необходимо учесть — скорость вращения. Двигатель фрезерного станка может иметь до 20 000 оборотов в минуту . У электродрели этот показатель находится в районе 3 000 . Отсюда следует, что придётся ограничиться использованием фрез, предназначенных для работы на низких оборотах, а регулятор скорости вращения должен находиться в максимальном положении.

Аналогичная ситуация с мощностью. Двигатель простой электродрели потребляет около 500 – 600 Вт. Мощность фрезера составляет 1 – 2 кВт . Это означает, что самодельный фрезерный станок справится с обработкой не слишком твёрдых материалов (дерево, фанера, пластик).

Точность обработки фрезой также не идеальна. В конструкции заводского фрезера отсутствуют шестерни или редукторы. В электродрелях для передачи вращения от двигателя к патрону используют зубчатую передачу. Из-за этого возможно наличие люфтов, а следовательно, может иметь место биение и вибрация, что будет негативно отражаться на качестве работы.

Видео: Фрезер из дрели Bosch

Простая конструкция, скорее всего, не будет предусматривать регулировку глубины реза. Выставить фрезу или сверло можно, зажав хвостовик в патроне на необходимой высоте.

Также не стоит забывать о технике безопасности. Патрон — не самый идеальный вариант крепления фрезы. На высоких оборотах под действием вибрации плохо затянутый патрон может раскрутиться.

Кнопка включения самодельного фрезера будет расположена в неудобном месте. Следует надёжно удерживать устройство руками во время работы.

Конечно, недостатков у самодельного фрезера из дрели хватает, но есть и положительные стороны. Попробуйте просверлить обычным фрезером стену. Теоретически это возможно, но удобнее сделать это электродрелью. Для этого достаточно извлечь её из крепления и применить по назначению.