» » » Домашний CNC. Часть 2. Механика

 
 
 

Домашний CNC. Часть 2. Механика

📆12.07.16 🙋basilevscom 👀14 090 💬6
При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного станочка для печатных плат и мелких фрезерных работ, у меня появилось неугомонное желание разложить всё «по полочкам».
Часть первая: Домашний CNC. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ.

В этой части поговорим о механике, а конкретно о шарико-винтовой передаче и линейных направляющих.

Винтовая передача

Винтовая передача преобразует вращение двигателя в поступательное движение — пара «винт-гайка». Самая качественная из доступных на сегодняшний день — шарико-винтовая передача, или ШВП. КПД такой передачи достигает 98%.

Согласно техническим требованиям ОСТ 2 Р31-5-89 и ОСТ2 Р31-4-88 винты изготовляют из сталей марок 8ХФ, 8ХФВД, ХВГ и 7Г2ВМ с объемной закалкой, стали марки 8ХВ с закалкой при индукционном нагреве, стали марки 20ХЗМВФ с азотированием. Для гаек применяют сталь марки 9ХС ШХ15 и ХВГ с объемной закалкой и цементируемые стали марок 18ХГТ, 12ХНЗА, 12×2Н4А. Шарики изготовляют из хромистой стали марки ШХ20СГ.
Материалы винта, гайки и тел качения должны обеспечить твердость рабочих поверхностей не ниже 61 НКСэ. Полость гайки при сборке заполняют пластичным смазкой на литиевой основе типа ЦИАТИМ-201, Mobil Unirex EP2 или аналогичной.


Гайки ШВП бывают разных конструкций, наиболее распространенная с тремя шариковыми «кольцами», в которых шарики перемещаются по замкнутому участку резьбы винта. Переход с одного витка резьбы винта на другой обеспечивает пластиковая втулка с канавкой, в которую «ныряют» шарики (для наглядности я пририсовал белые шарики на картинке с гайкой, на самом деле они конечно металлические). Такая конструкция гайки позволяет значительно по сравнению с обычной гайкой снизить трение, обеспечивая при этом хорошую точность перемещения без рывков.

Винт имеет круглый профиль канавок резьбы, изготовленный специально под размер шариков гайки. Резьба на винте наносится шлифовкой или накаткой с помощью ролика.

Зачастую винты продаются уже готовыми для установки в станок — они обработаны с учетом установки опорных подшипников и муфты, соединяющий шаговый двигатель с винтом. Конкретные марки муфт и подшипников буду выбирать из доступного на рынке, можно купить сразу комплект: винт определенной длины+гайка+2 подшипника + муфта.

Наиболее распространенные типы подшипников:
Домашний CNC. Часть 2. Механика


Линейные перемещения

Перемещения каретки с фрезером осуществляется шариковыми втулками, которые катаются по цилиндрическим направляющим.

Шариковые втулки бывают различных модификаций и размеров. На мой взгляд наиболее удобные — «кубики» с четырьмя точками крепления, например, типа SC10UU (на вал диаметром 10 мм):

В шариковой втулке элементом качения являются шарики, это дает возможность снизить сопротивление трения. При этом шарики катаются по замкнутому циклу благодаря специальным канавкам, сделанным в корпусе втулки. При движении не происходит рывков, низкое трение делает возможным субмикронное движение. Втулки бывают разных диаметров с 4, 5 или 6 рядами шариков.

В качестве направляющих используются полированные цилиндры (валы).
Валы закалены до твердости 60 по шкале HRC и отполированы на специализированном оборудовании. Крепеж валов к корпусу осуществляется различными держателями, распространены серии CH и CHF Наиболее популярные в домашнем станкостроении — диаметры 8,10 и 12 мм.

Ложка дёгтя

Недостатком практически всех конструкций, которые можно встретить на просторах интернета, является то, что ни направляющие, ни ходовые винты не защищены от пыли! Даже готовые станки, которые продают некоторые компании за немалые деньги, не имеют такой защиты.
Видимо, предусматривается очистка и замена смазки каждые 5 минут?

Единственное, что я встречал — шторки-гармошки, но если они не обеспечивают герметичность, от пыли они на 100% не защитят.

Если на станке сверлить и фрезеровать стеклотекстолит, то такая пыль быстро всё «убьет» (конечно, будет предусмотрен пылесос, но практика показывает, что далеко не всю пыль можно успешно удалить).

Данную задачу решают по-разному. Например, самостоятельно делают «гармошки», даже программу написали для печати выкройки и схемы мест сгибов материала. Но об этом в дугой раз!

Спасибо за внимание!
Антон (basilevscom)
Россия, Санкт-Петербург
Профиль basilevscom
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 80 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 Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ... При конструировании очередного станка с ЧПУ, а попросту 3-х осевого фрезерного-сверлильного...
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 Простой станочек для намотки + счетчик витков из калькулятора... Понадобилось мне в один прекрасный день намотать катушки, и сразу же возник вопрос как считать...
Схема на Датагоре. Новая статья Методика изготовления корпусов РЭА в стиле ретро... После восстановления очередного приемника, появилось желание опробовать технологию изготовления...
Схема на Датагоре. Новая статья Простые импульсные блоки питания... Несколько раз меня выручали блоки питания, схемы которых стали уже класическими, оставаясь простыми...
Схема на Датагоре. Новая статья Ремингтон - отстой!!! Покупайте наше!... Знаете, есть пули с цельнометаллической оболочкой и прочими убийственными причиндалами. С ними...
Схема на Датагоре. Новая статья Создание акустических систем в домашних условиях. С.М. Афонин... Создание акустических систем в домашних условиях. С.М. Афонин Издательство: Эксмо Год издания: 2008...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой импульсный БП для УМЗЧ... Приветик всем!!! Представляю вашему вниманию испытанную мной схему достаточно простого импульсного...
Схема на Датагоре. Новая статья PowerTrans - программа для расчета параметров трансформатора линейного БП... Еще одна программа для расчета параметров трансформатора. Существует множество программ для расчета...
Схема на Датагоре. Новая статья Солнечное затмение 2008 из Новосибирска!... Я сегодня видел полное солнечное затмение и даже умудрился заснять его! Это было неописуемое...
Схема на Датагоре. Новая статья Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет.... Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. Малая энциклопедия...
Схема на Датагоре. Новая статья 6ГД-6, 2ГД-36 Малогабаритный громкоговоритель Салтыкова, кубики Салтыкова... Фото Polas Параметры описываемого ниже самодельного двухполосного громкоговорителя удовлетворяют...
 

Общаемся по статье 💬

«Домашний CNC. Часть 2. Механика»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

<

StalKer-NightMan

Игорь Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 12-07-16, 14:41.
Ответить
  • С нами с 15.03.2012
  • 96 комментариев
  • 1 публикация
 
Ждем продолжения...

<

zud

Алексей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 2 от 12-07-16, 16:41.
Ответить
  • С нами с 25.03.2009
  • 77 комментариев
  • 0 публикаций
 
О пыли - в автомагах есть пыльники на шаровые наконечники диаметры от 6 мм. - при желании можно их присундыркнуть

<

igor1969

Игорь Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 13-07-16, 13:10.
Ответить
  • С нами с 29.03.2010
  • 59 комментариев
  • 2 публикации
 
Очень интересно, актуально! Жду продолжения.

<

andrew_spb

Андрей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 4 от 13-07-16, 21:23.
Ответить
  • С нами с 21.02.2009
  • 131 комментарий
  • 2 публикации
 
Отлично что пошел такой цикл статей "по элементам". НО! Не стоит забывать, что гораздо более дешев и надежен именно в "промышленных" условиях винт с трапецеидальной резбой резьбой. Посмотрите все старые токарно-винторезные станки. И направляющие бывают не только круглые - в тяжелых случаях приходится иметь "усиленные варианты".

По поводу - где заказать - все "мелкие и точные" детальки - выгодно заказывать напрямую в Китае - разница в 2-4 раза по цене.
А вот "длинномер" типа валы-винты - скрепя жабу брать здесь. И выгоднее брать максимальной длинны и резать напополам или на 3 (и валы и винты, винты надо правда обрабатывать концы)

<

StalKer-NightMan

Игорь Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 14-07-16, 10:35.
Ответить
  • С нами с 15.03.2012
  • 96 комментариев
  • 1 публикация
 
Эх, были в свое время (1986...1995) машины бухгалтерские типа Искра-555, Нева-501.
Машина бухгалтерская Нева-501

Говорили, что их "слизали" с какой-то Olivetti

У них замечательная пара
Цитата: andrew_spb
винт с трапецеидальной резбой
в печатной каретке стояли.
Это не теперешние принтера с тросиком для позиционирования.

Сколько их через мои руки по всей Херсонской области прошло... Фотографий, к сожалению у меня не осталось, запчастей тоже... sad
Сейчас бы очень они подошли для CNC.

Офтоп: Программировали мы там на ЯМБ-е - Язык Машинный Бухгалтерский.

<

pavel_k

Павел Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 15-07-16, 1:51.
Ответить
  • С нами с 30.07.2013
  • 107 комментариев
  • 6 публикаций
 
"Штука механики"- как говорил Михайло Ломоносов!
Такие механизмы применяются во многих местах, если не нужны большие усилия, то можно поискать такие штучки на складах старого оборудования и пунктах приёма металлолома. Старые графопостроители и машины для установки SMT деталей на плату содержат такой механизм даже с мотором и приводом. После чистки и смазки ещё вполне могут послужить.

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.