Простой и недорогой 3-х осевой станок с ЧПУ своими руками

Простой и недорогой 3-х осевой станок с ЧПУ своими руками

Целью этого проекта является создание настольного станка с ЧПУ. Можно было купить готовый станок, но его цена и размеры меня не устроили, и я решил построить станок с ЧПУ с такими требованиями:
— использование простых инструментов (нужен только сверлильный станок, ленточная пила и ручной инструмент)
— низкая стоимость (я ориентировался на низкую стоимость, но всё равно купил элементов примерно на $600, можно значительно сэкономить, покупая элементы в соответствующих магазинах)
— малая занимаемая площадь(30″х25″)
— нормальное рабочее пространство (10″ по оси X, 14″ по оси Y, 4″ по оси Z)
— высокая скорость резки (60″ за минуту)
— малое количество элементов (менее 30 уникальных)
— доступные элементы (все элементы можно купить в одном хозяйственном и трех online магазинах)
— возможность успешной обработки фанеры

Станки других людей

Вот несколько фото других станков, собравших по данной статье

Фото 1 – Chris с другом собрал станок, вырезав детали из 0,5″ акрила при помощи лазерной резки. Но все, кто работал с акрилом знают, что лазерная резка это хорошо, но акрил плохо переносит сверление, а в этом проекте есть много отверстий. Они сделали хорошую работу, больше информации можно найти в блоге Chris’a. Мне особенно понравилось изготовление 3D объекта при помощи 2D резов.

Фото 2 — Sam McCaskill сделал действительно хороший настольный станок с ЧПУ. Меня впечатлило то, что он не стал упрощать свою работу и вырезал все элементы вручную. Я впечатлён этим проектом.

Фото 3 — Angry Monk’s использовал детали из ДМФ, вырезанные при помощи лазерного резака и двигатели с зубчато-ремённой передачей, переделанные в двигатели с винтом.

Фото 4 — Bret Golab’s собрал станок и настроил его для работы с Linux CNC (я тоже пытался сделать это, но не смог из-за сложности). Если вы заинтересованы его настройками, вы можете связаться с ним. Он сделал великую работу!

Характеристики станка

Боюсь что у меня недостаточно опыта и знаний, чтобы объяснять основы ЧПУ, но на форуме сайта CNCZone.com есть обширный раздел, посвященный самодельным станкам, который очень помог мне.

Резак: Dremel или Dremel Type Tool

Параметры осей:

Ось X
Расстояние перемещения: 14″
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60″/мин
Ускорение: 1″/с2
Разрешение: 1/2000″
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Y
Расстояние перемещения: 10″
Привод: Зубчато-ременная передача
Скорость: 60″/мин
Ускорение: 1″/с2
Разрешение: 1/2000″
Импульсов на дюйм: 2001

Ось Z (вверх-вниз)
Расстояние перемещения: 4 »
Привод: Винт
Ускорение: .2″/с2
Скорость: 12″/мин
Разрешение: 1/8000 »
Импульсов на дюйм: 8000

Необходимые инструменты

Я стремился использовать популярные инструменты, которые можно приобрести в обычном магазине для мастеров.

Электроинструмент:
— ленточная пила или лобзик
— сверлильный станок (сверла 1/4″, 5/16″, 7/16″, 5/8″, 7/8″, 8мм (около 5/16″)), также называется Q
— принтер
— Dremel или аналогичный инструмент (для установки в готовый станок).

Ручной инструмент:
— резиновый молоток (для посадки элементов на места)
— шестигранники (5/64″, 1/16″)
— отвертка
— клеевой карандаш или аэрозольный клей
— разводной ключ (или торцевой ключ с трещоткой и головкой 7/16″)

Необходимые материалы

В прилагаемом PDF файле (CNC-Part-Summary.pdf) предоставлены все затраты и информация о каждом элементе. Здесь предоставлена только обобщенная информация.

Листы — $ 20
-Кусок 48″х48″ 1/2″ МДФ (подойдет любой листовой материал толщиной 1/2″ Я планирую использовать UHMW в следующей версии станка, но сейчас это выходит слишком дорого)
-Кусок 5″x5″ 3/4″ МДФ (этот кусок используется в качестве распорки, поэтому можете брать кусок любого материала 3/4″)

Двигатели и контроллеры — $ 255
-О выборе контроллеров и двигателей можно написать целую статью. Коротко говоря, необходим контроллер, способный управлять тремя двигателями и двигатели с крутящим моментом около 100 oz/in. Я купил двигатели и готовый контроллер, и всё работало хорошо.

Аппаратная часть — $ 275
-Я купил эти элементы в трех магазинах. Простые элементы я приобрёл в хозяйственном магазине, специализированные драйвера я купил на McMaster Carr (http://www.mcmaster.com), а подшипники, которых надо много, я купил у интернет-продавца, заплатив $40 за 100 штук (получается довольно выгодно, много подшипников остается для других проектов).

Программное обеспечение — (бесплатно)
-Необходима программа чтобы нарисовать вашу конструкцию (я использую CorelDraw), и сейчас я использую пробную версию Mach3, но у меня есть планы по переходу на LinuxCNC (открытый контролер станка, использующий Linux)

Головное устройство — (дополнительно)
-Я установил Dremel на свой станок, но если вы интересуетесь 3D печатью (например RepRap) вы можете установить свое устройство.

Печать шаблонов

У меня был некоторый опыт работы лобзиком, поэтому я решил приклеить шаблоны. Необходимо распечатать PDF файлы с шаблонами, размещенными на листе, наклеить лист на материал и вырезать детали.

Имя файла и материал:
Всё: CNC-Cut-Summary.pdf
0,5″ МДФ (35 8.5″x11″ листов с шаблонами): CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3).pdf
0,75″ МДФ: CNC-0.75MDF-CutLayout-(Rev2).pdf
0,75″ алюминиевая трубка: CNC-0.75Alum-CutLayout-(Rev3).pdf
0,5 «MDF (1 48″x48» лист с шаблонами): CNC-(One 48×48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf

Примечание: Я прилагаю рисунки CorelDraw в оригинальном формате (CNC-CorelDrawFormat-CutPatterns (Rev2) ZIP) для тех, кто хотел бы что то изменить.

Примечание: Есть два варианта файлов для МДФ 0,5″. Можно скачать файл с 35 страницами 8.5″х11″ (CNC-0.5MDF-CutLayout-(Rev3), PDF), или файл (CNC-(Один 48×48 Page) 05-MDF-CutPattern.pdf) с одним листом 48″x48″для печати на широкоформатном принтере.

Шаг за шагом:
1. Скачайте три PDF-файла с шаблонами.
2. Откройте каждый файл в Adobe Reader
3. Откройте окно печати
4. (ВАЖНО) отключите Масштабирование страниц.
5. Проверьте, что файл случайно не масштабировался. Первый раз я не сделал это, и распечатал всё в масштабе 90%, о чем сказано ниже.

Наклеивание и выпиливание элементов

Приклейте распечатаные шаблоны на МДФ и на алюминиевую трубу. Далее, просто вырезайте деталь по контуру.

Как было сказано выше, я случайно распечатал шаблоны в масштабе 90%, и не заметил этого до начала выпиливания. К сожалению, я не понимал этого до этой стадии. Я остался с шаблонами в масштабе 90% и, переехав через всю страну, я получил доступ к полноразмерному ЧПУ. Я не выдержал и вырезал элементы при помощи этого станка, но не смог просверлить их с обратной стороны. Именно поэтому все элементы на фотографиях без кусков шаблона.

Сверление

Я не считал сколько именно, но в этом проекте используется много отверстий. Отверстия, которые сверлятся на торцах особенно важны, но не пожалейте времени на них, и использовать резиновый молоток вам придется крайне редко.

Места с отверстиями в накладку друг на друга это попытка сделать канавки. Возможно, у вас есть станок с ЧПУ, на котором это можно сделать лучше.

Сборка

Если вы дошли до этого шага, то я поздравляю вас! Глядя на кучу элементов, довольно сложно представить, как собрать станок, поэтому я постарался сделать подробные инструкции, похожие на инструкции к LEGO. (прилагаемый PDF CNC-Assembly-Instructions.pdf). Довольно интересно выглядят пошаговые фотографии сборки.

Готово!

Станок готов! Надеюсь, вы сделали и запустили его. Я надеюсь, что в статье не упущены важные детали и моменты. Вот видео, в котором показано вырезание станком узора на розовом пенопласте.

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.

Для сравнения: фрезеровальная машина развивает скорость до 30000 об/мин.

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.

Назначение станка

Перечень работ, которые можно выполнить на фрезерном станке, достаточно широк. Он может:

• просверлить отверстие, создать цилиндрические и сферические углубления любого размера;
• проточить паз любой конфигурации;
• изготовить плинтус, наличник, планку для рамок и другую подобную продукцию;
• создать узор на поверхности дерева или изготовить объемные из него изделия.

Помимо всего прочего, используя насадки, данный станок сможет заменить ряд других устройств. С его помощью можно пилить, сверлить, строгать, даже обтачивать деревянные детали.

Необходимые инструменты

Производство не требует чего-то особенного. Подготовим для работы необходимые материалы и инструмент:

• Небольшая болгарка с кругом 125 мм;
• Обрезок двутавра 180 мм длиной 20—25 см, либо лист железа толщиной 5 мм;
• Отрезной диск;
• Зачистной диск;
• Корд-щетка на УШМ с металлическим ворсом;
• Мел;
• Тиски;
• Круглая коронка диаметром 40 мм для высверливания отверстий;
• СОЖ эмульсия;
• 10 см квадратной трубы 25*25 мм и 50см профиля 20*20 мм;
• 2 удлиненных гайки и 2 обычных диаметром 8 мм, 2 болта 8*40 мм;
• Кусок листового железа толщиной 1—1,5 мм;
• Патрон для дрели 1,5—13 мм с резьбовым соединением;
• Метчик М14;
• Зажимные болты с барашками 8*20 мм — 2 шт., 2 гайки на 8 мм.
• Сверла на 8 и 10 мм;
• 2 болта 8*10 мм.

Конструкция фрезерного станка по дереву

Встречаются самые различные схемы станков фрезеровального типа. Некоторые варианты исполнения предназначены для выполнения только одной операции, другие характеризуются многофункциональным исполнением. Сегодня покупка профессионального оборудования – весьма дорогое удовольствие. Самодельный фрезер может обладать требуемыми характеристиками при выборе наиболее подходящего чертежа.

Можно встретить довольно большое количество различных видов станков. Большое распространение получил самодельный фрезерный станок следующих исполнений:

1. Стандартные варианты с одним шпинделем. В данном случае шпиндель располагается вертикально, а вращение передается инструменту.
2. В некоторых случаях создается конструкция, у которой менять свое положение может и стол. За счет этого заготовка располагается под требуемым углом относительно инструмента.
3. Копировальные варианты исполнения устанавливаются тогда, когда налаживается массовое производство одной детали.

Одношпиндельный фрезерный станок по дереву своими руками, чертежи которого можно скачать с интернета при необходимости, изготовить проще всего. Этот вариант исполнения с асинхронным двигателем может применяться для получения большинства изделий. Обороты выбираются с учетом того, какой производительности следует достигнуть.

Классическая конструкция подобной модели представлена сочетанием нескольких узлов. К особенностям компоновки отнесем следующие моменты:

1. Стол расположен в горизонтальной плоскости, предназначен для фиксации заготовки.
2. Расположены все узлы на станине, которая изготавливается при применении чугуна.
3. Под столом расположены салазки, предназначение которых заключается в направлении стола с заготовкой при их перемещении.
4. На салазках установлен также шпиндель. Он применяется для фиксации инструмента и передачи вращения. В некоторых случаях салазки приподнимаются, для чего применяется коническая зубчатая передача с маховиком и винтом.
5. Вращение от электрического двигателя передается через ременную передачу. Она позволяет исключить вероятность перегрева из-за возросшей нагрузки, так как ремень в этом случае проскальзывает.

Рассматриваемая компоновка подходит для обработки самых различных заготовок. При этом получаемая конструкция характеризуется компактностью и практичностью в применении.

Выполняя фрезерные работы, мы используем программируемое оборудование, которое представляет следующие преимущества:

• Точность обработки;
• Высокая производительность;
• Постоянный программный контроль;
• Доступная цена;
• Оперативность исполнения услуги.

Напоминаем, что нашими услугами может воспользоваться каждый. Для этого достаточно позвонить по указанным на сайте номерам или оставить заявку.

Расточные работы по металлу – разновидность вариантов металлообработки, выполняемые на специализированных станках, оснащенных отсчетным устройством, контролирующим точность выполнения работ. Погрешность и отклонения от заданных размеров практически отсутствуют или минимальны.

Наша компания выполняет расточные работы, для этого имеем все необходимое, начиная с современного оборудования, заканчивая системой логистики и опытными сотрудниками. Гарантируем безупречное исполнение услуг, качество работ и доступные цены.

Как сделать фрезер

Изготовить фрезер из стиральной машины автомат можно несколькими способами в зависимости от наличия тех или иных деталей.

Способ 1

Что понадобится

Чтобы сделать самодельный фрезер необходимо найти все «ингредиенты», произвести точные расчеты, собрать и крепко закрепить конструкцию. Нужно:

1. Двигатель от стиральной машины. Понятно, что он будет «сердцем» устройства. Использовать можно коллекторный или асинхронный мотор. Его аккуратно вытаскиваем из стиральной машины и зачищаем.
2. Толстая фанера, ламинированная древесно-стружечная плита. Если позволяет бюджет, можно использовать прочный пластик.
3. Специальный переходник к мотору. Эту деталь необходимо заказать у токаря.
4. Две трубы из металла.
5. Шпилька с резьбой.
6. Дрель и шурупы.
7. Ножовка по металлу.
8. Резиновое поворотное колесо.
9. Уголки из металла.
10. Лента поролона.
11. Метровая лента.
12. Изолирующая лента.
13. Плоскогубцы, отвертки и ножницы.

Этапы работы

Сборка самодельного фрезера требует внимательности. Вся работа, кроме проверки движка, проводится в выключенном состоянии.

1. Сначала следует достать мотор, тщательно его очистить от следов окисления или пыли.
2. Далее подключаем движок к сети и проверяем работоспособность.
3. Собираем станок для будущего фрезера. Размеры устройства зависят от имеющегося двигателя. Под эти размеры стоит подыскать дощечки нужной площади или обрезать лишнее, измерив мотор.
4. Сооружаем подобие трехстенного стола или коробки. Она должна быть в три раза выше мотора, а дно нужно поднять на 6-8 см от пола.
5. В крышке делаем отверстие для люфта двигателя.
6. Коробку прочно скрепляем с помощью металлических уголков и шурупов.
7. Собираем фрезер. Крепим цангу для зажима на валу двигателя с помощью специального переходника.
8. Устанавливаем на дно станка гайку, а на задней стенке монтируем две металлические трубы. Они будут использоваться в качестве стоек.
9. Устанавливаем шпильку с резьбой таким образом, чтобы один конец входил в гайку, а второй упирался в двигатель.
10. Монтируем в устройство колесо для удобства, а также несколько пружин для поднятия мотора.
11. При необходимости подключаем к датчику и покрываем изолентой все провода.
12. Для защиты двигателя от пыли необходимо накрыть его куском поролона.

Подключаем и проверяем работу.

Способ 2

Запчасти

Для изготовления фрезерного станка своими руками, необходимы следующие материалы:

.
1. Передние амортизаторы от ВАЗа или Жигулей.
2. Запчасти от дрели: патрон, кнопка пуска. Для того, чтобы патрон не слетал с мотора, можно взять не сверлильную, а цанговую деталь. Она будет устойчивее.
3. Металлическая пластинка.
4. Шурупы.
5. Шпилька с резьбой.
6. Барашек со смесителя.
7. Сварочный агрегат.
8. Шуруповерт.
9. Плоскогубцы.
10. Молоток.
11. Кусачки.
12. Набор отверток.

Этапы работы

При сборке следует соблюдать технику безопасности.

1. Сначала следует достать двигатель. Тщательно очищаем его от окиси или грязи.
2. Далее необходимо проверить работоспособность мотора.

Вся остальная работа проводится только с выключенным двигателем.

1. Пока двигатель от стиралки включен, нужно стачивать шкив на валу мотора под нужный размер. Это делается для того, чтобы надеть патрон от дрели для зажима фрезера на вал мотора.
2. Также необходимо сделать отверстие в самом патроне с помощью сверла.
3. Далее нужно подготовить для работы амортизаторы. Необходимо с помощью кусачек отрезать от устройств лишние детали, убрать остатки масла и просверлить в них отверстия для крепления. Амортизаторы используются в качестве направляющих.
4. Потом крепим стойки к двигателю с помощью дрели, шурупов и проволоки.
5. Далее болгаркой вырезать пластинку из металла нужного размера.
6. Штоки амортизаторов нужно приварить к дощечке для большей стойкости.
7. При желании можно добавить агрегату немного защиты. Чтобы не потерять патрон от сверла, если он слетит с вала двигателя, можно сделать и внедрить в устройство защитный кожух.

Фрезер по дереву ручной работы можно дополнить некоторыми деталями и сделать токарно-фрезерный станок.

Во время работы с ручным фрезером нужно соблюдать осторожность. Заготовка может вырываться из-за резких рывков или сильной вибрации. Не стоит удалять слой глубже, чем 3 мм.

Кроме этого из б/у стиральной машины так же можно сконструировать:

,