В начало | Зарегистрироваться | Заказать наши киты почтой
 
 
 
 

Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 2. Рама и механика

📆17 октября 2012   ✒️alchedat   🔎52.961   💬16  

Всех приветствую! Судя по количеству просмотров первой части статьи, тема ЧПУ людям не безинтересна. Представляю вашему вниманию следующую главу о своём фрезерном ЧПУ станке. В ней пойдет речь о механической части станка. Не буду тянуть кота за уши и без долгого вступления перейду сразу к делу.
Пора начать обдумывать конструкцию будущего станка. С чего начать? – конечно же с Интернета! Снова смотреть картинки и читать форумы. Сначала присматривался к фанерному станку с круглыми трубами – направляющими, по которым на подшипниках перемещается портал. Но опять же фанера… на сколько ее хватит в условиях вибрации и нагрузок, да и проживание на открытом воздухе на пользу точно не пойдет. Потом наткнулся в принципе на не сложную в изготовлении конструкцию станка из металлических квадратных труб, которую с успехом повторили несколько человек. Почитал, посмотрел фотографии и замечания по доработке, всё довольно просто и вроде бы нет дефицитных деталей даже для нашей глубинки. Все железки купил в одном магазине. Правда до этого был ещё в трех, где ничего не было. Уже начал беспокоиться, но название магазина «Находка» себя оправдало smile

Для сборки станка было приобретено:
 — шпилька строительная М12 (2шт по 2 м) +соединительные гайки
 — труба квадратная 20×20 на направляющие оси Z, решетку для крепления заготовки и ножки (6,5 м)
 — труба квадратная 25×25 для стоек портала и чего-нибудь ещё (6 м)
 — труба квадратная 30×30 для направляющих оси X, Y (3,6 м)
 — труба 40×60 для основы всего перечисленного (3,6 м)
 — уголок 40 (20 м)
 — подшипники Z608 в количестве 40 штук
 — гайки, болты, шайбы (около 1 кг)

На дворе была зима и весь этот металлолом сложил в кладовку до лучших, теплых времен. А пока ждал эти времена, набирался опыта (теоретического) сидя в интернете, без него никуда. Зима уступала свое место весне, сугробы медленно превращались в лужицы и тут неожиданно всплыла проблема, о которой я почему-то даже не подумал. А кто мне будет всю эту кухню сваривать…?

Сварщиков не дождёшься, есть один любитель, который не плохо владеет сваркой, но и у него свои дела. В общем поразмыслив и вспомнив поговорку «хочешь сделать хорошо – делай это сам» рискнул освоить ещё одно дело – сварочное. Прикупил сварочный инвертор, и станок сварю как надо и в хозяйстве такая вещь всегда пригодиться. Остановил свой выбор вот на этом, тем более что выбор был не большой, да и продавец советовал брать либо Ресанту либо ARC, а 190А для дома должно хватить с избытком.

Сначала тренировался на ненужных железках, а когда немного научился прочно сваривать и по возможности не прожигать дыры, дело дошло до станка и началось самое интересное. Поддержу мнение многих людей о том, что сварочный инвертор действительно классная штуковина. Впервые взяв держак в руки, положил шов в половину электрода МР3.

Железные работы начал с крепления подшипника к уголкам для оси Х. Отверстия в уголках просверлили на станке в школьной мастерской. Для осей Y и Z сверлил уже в домашних условиях с помощью…шуруповерта. С осью Y получилось нормально, а вот с Z накосячил. Позже, когда начал всё скручивать даже пришлось гвоздь вварить, чтобы выровнять. Сложно без фотографий, на словах, описать, как выравнивал и сваривал детали, попробую нарисовать.

Основа станка

На ровную (желательно, но не обязательно) поверхность укладываем трубы 40×60, до этого уже нарезанные по 90 см. По углам стягиваем пластинами с болтами, или как я – нарезал деревянные рейки и стянул саморезами. Это делается для того, чтобы все трубы находились в ровной горизонтальной плоскости, и никуда не перемещались, пока их не приварили. С внешней стороны делаем припуск для возможности установки направляющих с катающимися по ним уголками. У меня получился припуск 7 см.

Как можно точнее всё выравниваем уголком, уровнем, рулеткой, чем угодно — по длине, ширине и диагонали, и прихватываем точечно сваркой. Еще раз проверяем вплоть до миллиметра и, если ничего не сместилось, окончательно всё свариваем. Т.к. у меня, как у начинающего сварщика швы получились некрасивые, а провар, как ни странно на всю глубину, для эстетики сгладил все швы болгаркой с установленным шлифовальным диском.

Станину сварили, перейдем к стойкам. Здесь в первую очередь на куске фанеры нужно начертить расположение деталей стойки (их 7). Затем нарезать трубы нужного размера, расположить эти отрезки на чертеже и закрепить в нескольких местах чем-нибудь. Я сделал также как в предыдущем случае – прикрутил деревяшки к фанере.

Точечно прихватываем отрезки труб между собой, чтобы не развалились, переворачиваем на другую сторону и проделываем то же самое. Если ничего не сместилось – свариваем навсегда. Нужно быть аккуратными, потому что в процессе сварки стойку может повести. У меня одна получилась хорошо, а вторую подправлял кувалдочкой.

Направляющие, трубы 30×30 и 20×20 крепятся следующим образом. В трубу запрессовывается или забивается гайка подходящего размера, выравнивается и очень аккуратно, чтобы не залить резьбу приваривается к трубе.

После чего в детали, к которой мы будем прикручивать направляющую, просверливаем отверстие и растачиваем напильником до нужного диаметра, куда вставляется болт и вкручивается в направляющую. Когда всё было отрегулировано и настроено, я прихватил сваркой направляющую к станине для уверенности.

Ещё раз повторю, что все детали нужно устанавливать как можно точнее – это намного облегчит задачу, когда вы начнете выравнивать станок по всем трем осям, и положительно скажется на качестве изделий, которые будет вырезать ваш станок. С направляющими оси Z немного другая история. В оригинальной версии станка по оси Z в качестве направляющих использовались штоки от газовых амортизаторов, например от двери багажника.

В моём варианте вместо штоков – труба 20×20. В неё также вваривается гайка, затем параллельно укладываются две трубы и посредине фиксируются (свариваются) пластиной.

Далее рассмотрим уголки с подшипниками. Отверстия под болты, крепящие подшипники, просверливаем на таком расстоянии от вершины уголка, чтобы, когда уголок катился на подшипниках по направляющей, между вершиной уголка и ребром трубы оставался небольшой зазор. Зазор делается с небольшим запасом, потому как в процессе работы на трубе появляется выработка, и уголок немного осядет.

Установка уголков на направляющую по оси Х происходит следующим образом. По двум сторонам трубы ставим 2 уголка и стягиваем их. Я стягивал с помощью двух пластин и длинных болтов. Стягиваем так, чтобы и люфта не было и в то же время уголки свободно, без усилий перемещались по трубе. Затем верхний и нижний уголок свариваем между собой пластинами с обеих сторон.

К внутренней стороне всех 4-х уголков привариваем пластины, в которых просверливаем отверстия и нарезаем в них резьбу. В верхних уголках, чтобы прикрутить к ним стойки, а в нижних уголках для возможности прижима уголка к направляющей и устранению люфта.

Проверка на лёгкость скольжения осей X Y. Видео снято на телефон



С уголками для оси Y, Z поступаем немножко по-другому. Здесь также скрепляем уголки между собой с двух сторон. Пластины нужны для установки ходовой гайки другая (ось Y). И одна для крепления шпинделя, вторая для ходовой гайки оси Z.

Но пластины с резьбой под регулировочные винты (внутри уголка) нужны только для одного уголка на каждой оси.

На данном этапе у нас уже должно получиться что-то вроде этого.

Уголки, по сторонам оси X соединил двумя трубами 20×20, а для дополнительной жесткости эти две трубы скрепил между собой, приварив по центру пластину, к которой позже прикрепил ходовую гайку оси Х.

Также для исключения перекоса, стойки помимо самих направляющих оси Y дополнительно усилил приварено трубой. Ходовые гайки (в прошлом соединительные) по осям Y, Z приварил прямо к пластинам, а по оси Х закрепил через деревянный брусок. Это было необходимо для того чтобы приподнять гайку на уровень ходового винта.

И вот здесь я допустил грубую ошибку. Нужно было уже на этом этапе произвести регулировку станка, а я это сделал, когда станок был практически полностью собран. В итоге разница по высоте (направляющая Х) с одной стороны была 0,5 мм, с другой 1,5 мм.

Если 0,5 мм для обработки дерева было ещё допустимо, то 1,5 мм уже много. Хотя, читал, что у некоторых дешевых китайских станков близкого размера перекос иногда достигает 5 мм! И если всё делать правильно, то нужно было всего лишь открутить одну направляющую и напильником доработать отверстие на эти 1,5 мм чего в моём случае было невозможно сделать.

Если бы я снял направляющую, в этот же момент вся конструкция наклонилась, а весу там килограмм 15 и согнуло бы в бараний рог ходовой винт. Из положения вышел подкладыванием кусочков жести под трубы на которые крепится решетка стола с заготовкой. После того как устранил 1,5 мм перекоса, просто прикрутил эту трубу к станине саморезами.

Двигатели крепил по всем трем осям одним способом.

Из листа 2 мм сделал крепление в форме буквы «П», двигатель прикрутил к креплению, а крепление в свою очередь к станку.

Ходовой винт, он же строительная шпилька, закрепил через подшипник специально только с одной стороны.

Пусть лучше будет небольшая расхлябанность, чем долбежка по валу двигателя, в случае установки шпильки на подшипники с двух сторон. А долбежка будет, потому как точно отцентрировать вал двигателя и шпильку очень проблематично. Ввиду отсутствия токарного станка крепления для подшипников сделал всё из той же, ставшей родной, фанеры.

В куске фанеры вырезал посадочное гнездо под подшипник, равное половине его ширины.

Просто и эффективно. Не знаю насколько в плане износостойкости, но пока всё хорошо.

На оси Z крепление подшипника немножко другое.

Шпильку (ходовой винт) соединил с валом двигателя через двойную гибкую муфту! Хотел было заказать нормальные, заводские, но цена в 10$ за штуку отпугнуло желание. Как соединить вал 8 мм с валом 12 мм? Долго думал над этим и пришел к безобразно простому решению. На вал движка надел кусочек топливного шланга, надевается с усилием, но это даже хорошо. На шпильку надел более широкий шланг. Не знаю откуда — мне его отдал водитель автомобиля ЗИЛ.
Также, с усилием запрессовываем тонкий шланг в толстый, для верности стягиваем хомутиками и получается замечательная гибкая муфта.

На тот момент у меня был только маленький китайский «дремель» мощностью 135w, для него сделал крепление, которое прикручивается к станку двумя болтами.

С перспективой на установку более мощного шпинделя предусмотрел ещё 4 отверстия с резьбой.

Для компенсации веса оси Z предусмотрены две пружинки. Чтобы и моторчику легче дышалось, и на винт с гайкой нагрузка была меньше.

Выбор шпинделя – это отдельный разговор. Наверное месяц не мог остановится на чем-то конкретном. В наших магазинах электроинструментов из того, что мне подходило была лишь одна модель Интерскола (фрезер со съёмным двигателем), но цена в 5500р гнала меня в сторону поиска чего-то более бюджетного. Хотелось либо отдельный шпиндель, наподобие Kress, либо обычный фрезер со съёмным двигателем, чтобы была возможность быстро снять двигатель со станка и использовать его как ручной фрезер. Даже вертел в руках маленький фрезер Диолд, но как только перевернул его цангой к себе – ужаснулся. Зажимная гайка накручивалась на цангу с перекосом наверное в миллиметр!

И вот однажды просматривая какой-то форум увидел обсуждения фрезера «Фиолент 1100». Как раз такого, какой видел в магазине, но почему-то даже не взял в руки по причине предвзятого отношения к этой марке. У самого лобзик Фиолент и кроме того, что «пилит» больше ничего хорошего сказать не могу о нем)) В общем люди говорили о этой модели, которая относится к классу «Professional», как к инструменту не очень качественно сделанному в плане удобства регулировок, но с неубиваемым двигателем. А зачем мне регулировки, если он будет стоять в станке? … К тому же подошва держится только на линейке одним болтиком и двигатель снимается буквально за 10 секунд.

Позвонил родственнику и он в тот же день купил этот фрезер. Но радовался покупке я всего лишь пару дней)). При первом включении обнаружил, что греется цанга и часть фрезера возле цанги. Включил минут на 20, нагрев хорошо ощущается, но рука терпит т.е. температура не критическая. Интернет сказал – либо подшипник, либо якорь двигателя.

Разумеется, я надеялся, что это подшипник, и дополнительно смазал его, однако нагрев не исчез. Т.к. у нас шла стройка, нужно было выбрать четверть в досках. Досок было много! Жужжал я им жужжал при этом фрезер сильно грелся, и чтобы не насиловать инструмент работал с передышкой — давал фрезеру остыть.

На следующий день включаю фрезер и…грррр. На малых оборотах вообще не крутится, только страшно рычит, максимальные обороты тоже не набирает, по признакам обрыв либо замыкание в обмотке. Вот вам, думаю, и хваленый неубиваемый двигатель. С унылым видом протёр от пыли и стружки, сложил в коробку с намерением везти в магазин и сдать по гарантии. Но что-то не давало покоя…Снова вытащил из коробки, осмотрел – пломб нигде нету! (большое спасибо украинцам за это).

Аккуратно разобрал, чтобы в магазине не заметили следы разборки:) Вытащил якорь, проверил мультиметром якорь и статор – вроде бы всё нормально, сопротивление примерно одинаково там, где нужно. Смотрю, на коллекторе от щёток явный черный след, протёр салфеткой со спиртом, собрал всё, включаю и, о чудо, работает как новый!

Видимо по неопытности, я доски фрезеровал сразу на всю глубину за один проход (10 мм) и ему это не понравилось, т.к. в этот же день доделал оставшуюся работу таким же объёмом, но уже выбирал за 2 прохода по 5 мм, без перерыва и при этом фрезер даже не грелся.
Сварил вот такое крепление, сейчас фрезер из стационарного в ручной, и обратно, превращается за пару минут.


После установки в станок, фрезер прошел пятичасовой тест-драйв с перекуром в пару минут, пока менял фрезу и подгонял к заготовке. Постоянно ощупывал его на предмет нагрева, и что странно, после такой обкатки греться он стал меньше. Видимо всё- таки дело было в подшипнике.
Кабели от моторов до контроллера – обычные многожильные в двойной изоляции, сечением 0,75 мм.

Кабели продеты в металлический рукав и уложены в пластиковый кабельканал.

«Рабочий стол» представляет собой конструкцию из двух неподвижно зафиксированных труб 20×20 и трех труб лежащих на них.

Одна прикручена, две другие можно передвигать в зависимости от размера заготовки.

Заготовка крепится нехитрым, но надежным приспособлением. Долго голову ломал над тем, как крепить заготовку. Хотел как у многих положить лист фанеры и к нему саморезами прикручивать деталь, но не нашел ровного листа нужного размера. Вариант со струбцинами тоже не подошел. Даже нарезал реек, но получалось очень громоздко, к тому же не хватало длины болтов. И тут на глаза попался кусок трубы. Опа! А, если ее разрезать вдоль на две части и просверлить дырочки под болтики, должно получиться неплохое и очень компактное крепление.

На том и остановился.
Три сломанные фрезы убедили меня в необходимости установки концевиков

и кнопки экстренного торможения

Для них в компьютерном магазине купил 6 м витой пары. Две фрезы сломал на второй картинке по собственной невнимательности, хотя какие там фрезы…обломанные и переточенные сверла 3 мм, а вот третья НАСТОЯЩАЯ фреза сломалась, когда в сети напряжение упало и заклинило один шаговик. Скажу, что фреза была крепкая и держалась до последнего пока не уперлась в крепление заготовки и даже немного сдвинула его, после чего с громким хлопком переломилась.

Добежать до клавиатуры, чтобы остановить станок я просто не успел. Самодельные фрезы-сверла такого сопротивления не оказывали и ломались со звуком щепки.
Как видно на фото – бомжует станок во дворе, а во время простоя я накрываю его полиэтиленовой плёнкой.

Это своеобразный парник и внутри скапливается конденсат, от которого железо начало ржаветь. Ходовой винт и направляющие спасает смазка, остальное пришлось покрасить, в защитных целях, да и внешне стало выглядеть получше. В итоге получился такой станочек. Жесткости хватает, точности тоже (для дерева), в целом это нормальный ЧПУ станок, на котором можно изготавливать хорошие изделия из мягких материалов. А возможно и из твердых…металл не пробовал фрезеровать.


А для затравки и тех, кто сомневается – микро возможности станка и одна из выполненных работ.


На этом заканчиваю рассказ о механике станка, надеюсь, что ничего не забыл. Прошу прощения за стиль письма, возможно, некоторые моменты были не понятны т.к. я сам не знаю как называть ту или иную деталь станка и потому «обзывал» их как в голову придёт.

Сажусь за написание заключительной части статьи о настройках, регулировках и запуске станка. До встречи!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.




 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 47 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Программируемые роботы. Дж. Вильямс... Программируемые роботы. Дж. Вильямс Год: 2006 Страниц: 240 Формат: DjVu Размер: 6.39 mb Качество:...
Схема на Датагоре. Новая статья Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 1. Электроника станка... Всем доброго времени суток! А вот и я с новой частью своего рассказа о ЧПУ - станке. Когда начинал...
Схема на Датагоре. Новая статья Сверлильный станок из каретки пишущей машинки... Предлагаю свою конструкцию небольшого сверлильного станка. Однажды из бухгалтерии выбрасывали...
Схема на Датагоре. Новая статья Фанерный робот. Мой первый в жизни ЧПУ-станок из подножных материалов... Приветствую всех земляков Датагорцев! Планировал написать очередную статью конечно же о новом...
Схема на Датагоре. Новая статья Современный станок с ЧПУ. А. Ловыгин, А. Васильев, С. Кривцов... От автора А. А. Ловыгина: Ни для кого не секрет, что на полках отечественных книжных магазинов...
Схема на Датагоре. Новая статья Станок для намотки трансформатора R-Core... Попал ко мне в руки трансформатор на железе R-Core. По внешнему виду очень понравился. После...
Схема на Датагоре. Новая статья Autodesk 123D Design - бесплатная программа трехмерного моделирования... Autodesk 123D – бесплатное приложение для 3D-моделирования от компании Autodesk, которое позволяет...
Схема на Датагоре. Новая статья Сверлильный станок для печатных плат на базе механизмов дисковых приводов... Сейчас аппаратура быстро устаревает. Всё, что остаётся не у дел, надо снова пускать в дело!...
Схема на Датагоре. Новая статья Домашний CNC. Часть 2. Механика... При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного...
Схема на Датагоре. Новая статья Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL, Евстифеев А.В.... Издательство: Додэка XXI [М.], 560 стр. 2005 г. Книга посвящена вопросам практического применения...
Схема на Датагоре. Новая статья Счётчик витков для намоточного станка на ATtiny13... Случилось так, что припекло мне трансформатор мотать, всё бы хорошо, да станка только не хватает -...
Схема на Датагоре. Новая статья Руководство по созданию фрезерного CNC ЧПУ станка. Глава 3. Настройка и запуск... Вот мы плавно и добрались до третьей, заключительной руководства по созданию ЧПУ станка. Она будет...
 

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<
Читатель Датагора

koan51

<
Читатель Датагора

jarinov

<
Читатель Датагора

alchedat

<
Читатель Датагора

jarinov

<
Читатель Датагора

RUS64

<
Читатель Датагора

игорь джан

<
Читатель Датагора

Alfaed

<
Читатель Датагора

alchedat

<
Читатель Датагора

DimbI4

<
Читатель Датагора

Yamazaki

<
Читатель Датагора

sseerrggeeyy

<
Читатель Датагора

alchedat

<
Читатель Датагора

sseerrggeeyy

<
Читатель Датагора

alchedat

<
Читатель Датагора

sseerrggeeyy

<
Читатель Датагора

Andrey1078

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте дружелюбны, соблюдайте правила!

  • Смайлы и люди
    Животные и природа
    Еда и напитки
    Активность
    Путешествия и места
    Предметы
    Символы
    Флаги
 
 
В начало | Зарегистрироваться | Заказать наши киты почтой