Особенности изготовления фрезерного станка с ЧПУ своими руками

pogranecArduino / СтанкиДобавлено 5 комментариев

В последнее время ЧПУ-станки не выглядят уже какой-то диковинкой и стали более доступны для приобретения или сборки своими руками. Практически все комплектующие для сборки можно приобрести в интернет-магазинах. В этой статье мастер-самодельщик познакомить нас со своим опытом изготовления ЧПУ-станка, предоставить нам чертежи, схемы, расскажет об ошибках и изменениях. Этот станок он позиционирует, как недорогой и изготовленный с помощью обычных инструментов, кроме 3D-принтера. Инструменты и материалы:-Березовая фанера толщиной 15 мм.-МДФ 600×570 мм толщиной 10-20 мм;-Алюминиевый T-образный профиль 1м — 8 шт;-Шуруп для дерева длиной от 22 до 30 мм -142 шт;-Болт с гайкой M4 с плоской головкой длиной 25 мм — 8 шт;-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 35 мм — 32 шт;-Болт M5 с шестигранной головкой, гайкой и шайбой длина 16 мм — 32 шт;-Резьбовой стержень M5 — 1 м;-Резьбовой стержень M8 — 1 м;- M8 гайка — 12 шт;-Шайба М8 — 20 шт;-Подшипник с V-образной канавкой — 16 шт;- GT2 ремень GT2 шириной 6 мм, шаг 2 мм 5 метров;-Ремень GT2 280, ширина 6 мм, шаг 2 мм;-Два держателя для ремня GT2;-Три GT2 шкива 6,35 мм;-MR148zz подшипник для резьбового стержня на оси Z;-GT2 шкив 8 мм;-Подшипник шкива GT2 5 мм — 2 шт;-300-мм ходовой винт оси Z;-Разъем питания;-Блок питания 24В 15А;-608zz шарикоподшипник Dint 8 мм — 8 шт;- Nema 23 шаговый двигатель 270oz.in, 3A, модель 23HS8430 — 3 шт;-Драйвер шагового двигателя TB6560 3A — 3шт;-Провода 22AWG по 2 метра каждый, 4 цвета;-684ZZ подшипники — 20 шт;-Фрезер Makita RT0700C;-Ардуино;-Дрель;-Гравер;-Лобзик;-Слесарный инструмент;Шаг первый: подготовка деталейДетали корпуса, а также некоторые другие детали мастер будет делать из МДФ и фанеры. Часть деталей он сделал сам, часть ему изготовили в мастерской. Ниже можно скачать архив с подробными чертежами.Plans.zipШаг второй: корпус и ось YМастер рекомендует точно собрать направляющую оси X. Направляющие нужно установить четко по уровню с равным расстоянием по всей длине. Мастер советует использовать винт 6 -10 между Case_bottom и Case_side, и 3–4 между Case_side и Case_insideBack / Case_backШаг третий: ось ХДальше мастер собирает ось Х. Начинает со сборки деревянных деталей. Затем крепит направляющие. Шаг четвертый: ось ZСобирает ось Z.На этой фото узел с двумя моторами. Вверху мотор для оси Z, внизу мотор для оси Х. Сбоку между ними установлен подшипник. Подшипник рядом с двигателем будет использоваться для ремня оси X.С обратной стороны устанавливаются стержни М5.Устанавливает крепление для фрезера. Крепление печатается на 3D-принтере.Файлы для печати можно скачать ниже.Axe_z_guideRail.stlAxe_z_supportDefonceuse.stlAxe_z_solidification.stlШаг пятый: сборкаДальше мастер приступает к сборке станка.Собирает ось Х и Z вместе. Между двумя подшипниками должны быть размещены две 3D-печатные детали.Устанавливает резьбовой стержень со шкивом и ремень.Чтобы установить деталь, которая удерживает фрезер, можно использовать 3D-деталь или сделать из алюминия.На задней стороне узла оси X мастер закрепил ремень с помощью шурупа. Это, наверное, не лучшая идея, но она работает. Этот ремень ГРМ проходит через ось Z на подшипнике и моторизованном шкиве.Ось Y перемещает ось X вперед/назад. Мастер устанавливает ремень между двумя направляющими.У мастера была возможность сделать некоторые детали из алюминия, но они так же есть и в файлах для печати.На задней панели находится система, которая соединяет два ремня с одним шаговым двигателем через вал. Вал — это резьбовой стержень M8. Он вращается в подшипниках. Нижняя часть крепится с помощью трех шурупов. Две шпильки M5 нужны для крепления опоры с подшипником и регулировки натяжения. Файлы для печати можно скачать здесь.Axe_y_support_poulie.stlSupport_moteur_axe_y.stlSupport_tige_axe_y_p1_v2.stlSupport_tige_axe_y_p2_v2.stlШаг шестой: электроникаДля станка с ЧПУ требуется всего несколько электронных компонентов:Блок питанияДрайверArduino unoМастер использовать программное обеспечение GRBL 0,9 с эскизом Arduino, доступным здесь . Чтобы загрузить его, просто следуйте инструкциям на сайте. Затем нужно подключить три шаговых драйвера к Arduino, следуя фотографиям.Подключает блок питания.Приклеил и подключил светодиодную ленту. Светодиоды загораются, когда станок включен.Шаг седьмой: настройкаТеперь, когда электроника смонтирована и GRBL установлена на Arduino, нужно произвести некоторые настройки. Мастер использует программуUniversal Gcode Sender. Шаги по настройке:Сначала подключите Arduino к компьютеру с установленным Universal Gcode Sender.Запустите программу.Установите скорость передачи 115200 и выберите «Firmware GRBL».Клик «Open».Должно быть такое меню.Затем нужно настроить GRBL с помощью этих инструкций. На вкладке «Machine Control» можно переместить три оси и проверить их работу.Дальше мастер проверяет работу устройства, сначала установив карандаш.Устанавливает фрезу и вырезает снежинку.Пробует на древесине.Все готово. Мастер доволен работой. Станок получился с простым дизайном. Его легко построить. Пыль не разлетается по всей комнате. Большая точность по осям Z и Y. Стоимость не превышает 550 долларов.Есть и куда улучшатся. Мастер планирует: уменьшит шум из-за вибрации шагового двигателя и фрезера в корпусе добавив прокладку из пробки или резины повысить точность, улучшив линейное движение по оси X с помощью дизайна, аналогичного оси Zупростить дизайн с помощью большего количества 3D-деталейустановить защиту от пыли сверху станка Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Инструменты которые вам понадобятся

Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:

1. Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
2. Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
3. Болгарка или ножовка по металлу;
4. Отвертка;
5. Молоток;
6. Паяльник;
7. Ножницы;
8. Плоскогубцы и пассатижи;
9. Изолента;
10. Супер клей;
11. Фумлента и герметик;
12. Ключи для сборки.

Из подручных средств ЧПУ

Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:

• Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;

<center></center>

• Из принтера и его запчастей, видео ниже;

<center></center>

Пошаговая инструкция

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться

В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.

Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.

Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.

Ну и конечно ошибки возникающие по причине недостатка опыта, тут можно посоветовать тщательней продумывать чертеж и руководствоваться пословицей «Дорогу осилит идущий».

<center></center>Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

Ручной фрезер – уникальный инструмент, значительно облегчающий процесс изготовления изделий из дерева. Его используют не только для создания технологических соединений, но и во время декоративной обработки. Главное достоинство ручного фрезера – мобильность, возможность работать вне зависимости от наличия мастерской.

Стол для фрезера своими руками с чертежами и изготовление

Зачем нужен стол для фрезера

Профессиональные мастера таким вопросом не задаются, у них есть отдельные фрезерные станки. Это может быть не только деревообрабатывающее оборудование промышленных серий, но и специальные станки для бытового использования. Как правило, комплексные механизмы, имеющие на одной станине циркулярку, фуганок, фрезер и сверлильный станок в различных комбинациях.

Деревообрабатывающий станок требует соответствующего опыта

Обыкновенным любителям покупать такое оборудование не нужно, им достаточно и обыкновенного ручного фрезера. Но возникают ситуации, когда многие задумываются над изготовлением стола для фрезера. Почему?

1. Не получается фрезеровать вручную, инструмент не движется по прямой линии, поверхность деталей волнистая. Приходится несколько раз проходить по одному месту, а это оказывает негативное влияние на конечное качество.
2. Необходимость фрезеровки длинных заготовок — только на столе можно выполнить эту операцию всего за один проход.
3. Есть потребность работать на фрезах со сложным профилем, ручной метод не обеспечивает требуемой чистоты поверхности.

Ручным фрезером работать не всегда удобно

Надо заметить, что не все технологические операции можно сделать на столе, есть такие, которые выполняются только ручным фрезером. К примеру, на станке невозможно фрезеровать профили с закрытым контуром, расположенным по центру заготовок.

Цены на линейный ряд фрезеров

Фрезер

Каким требованиям должен отвечать стол

Профессиональный мастер не жалеет денег на приобретение самого современного и надежного оборудования — такие вложения не только окупаются, но и приносят значительную прибыль. Это его постоянная работа и основной доход, а чем выше производительность труда, меньше непродуктивные потери материалов и лучше качество, тем больше прибыли у мастера. Начинающим мастерам нет смысла покупать дорогие станки и оборудование, им вполне достаточно одной ручной фрезы. Соответственно, станок надо делать такой, чтобы фреза в любой момент быстро снималась и могла использоваться в обыкновенном режиме.

Конструкция станка должна быть максимально простой и одновременно надежной

Еще одно требование – стол должен быть максимально простым в изготовлении. Его можно сделать своими руками и с помощью того простейшего набора инструментов, который есть у непрофессионалов.

Чертеж простой столешницы под фрезер

В связи с такими требованиями, мы не будем рассматривать варианты сложных столов, их сделать могут лишь мастера столярного дела. Кроме того, большинство проектов требуют переделки ручного фрезера, после реконструкции инструмент уже нельзя использовать в ручном режиме, надо покупать второй экземпляр. Экономически невыгодно терять время и финансовые средства на изготовление стола для фрезера лишь для того, чтобы пользоваться несколько часов в году, а для обыкновенных более частых работ покупать еще один ручной фрезер.

Если потребность в ручном фрезере выше, нет смысла сооружать сложный станок

Материалы изготовления

От правильного выбора материалов изготовления стола зависит срок его эксплуатации и качество фрезеровки деталей. Какие материалы рекомендуется применять в этих целях?

Таблица. Виды столов по материалу изготовления

Вид стола для фрезера	Краткое описание физических и эксплуатационных характеристик
Фанерный	Используется чаще всего. По стоимости и эксплуатационным показателям самый подходящий вариант, только надо покупать специальную фанеру, ее шпон клеится особо прочными двухкомпонентными полимерными клеящими составами. Такая фанера не рекомендуется к использованию во время изготовления мебели, количество выделений в воздух фенолов и формальдегидов превышает допустимые нормы. Но в мастерской материал можно применять без опасений. Зато по прочности этот вид фанеры уверенно занимает лидирующие позиции, а это самая важная характеристика.
Металлический	Металлический стол эксплуатируется многие десятки лет, но для его изготовления надо иметь практический опыт выполнения сварочных работ. Еще одна проблема – некоторые детали нужно точить, дома токарного станка почти никто не имеет, приходится обращаться в специализированные компании.
Комбинированный	Настоятельно рекомендуется к использованию. Отдельные наиболее нагруженные элементы изготавливаются из металла, остальные могут быть деревянными. Кстати, стол необязательно делать с нуля — после небольшой реконструкции отлично приспосабливаются обыкновенные сборно/ разборные небольшие кухонные столики. Такие были когда-то в каждой квартире и сегодня еще используются в подсобных помещениях.

Можно применять и клееные мебельные щиты из натуральных ламелей, они не изменяют своих размеров при колебаниях относительной влажности, но такой стол для фрезера обойдется очень дорого. Натуральные доски категорически запрещается применять из-за постоянного коробления в ту или иную сторону, что оказывает крайне негативное влияние на качество фрезерования.

Столешница из досок для изготовления фрезерного станка не подходит

Мы дадим пошаговую инструкцию изготовления двух простейших, но очень функциональных, столов для фрезера. Размеры даются лишь общие, конкретные зависят от типа ручного фрезера, а их в реализации огромное количество. Каждая модель отличается несколькими параметрами, которые необходимо принимать во внимание во время выполнения работ.

Схема сборки стола под ручной фрезер. 1 — боковая планка для крепления струбцинами на козлах; 2 — царга; 3 — раззенкованные направляющие отверстия; 4 — передняя стенка упора; 5 — саморез с потайной головкой 4,5х42 мм; 6 — косынка; 7 — основание упора

Пошаговая инструкция изготовления деревянного стола

Вам понадобится клееная фанера толщиной 18 мм, размер листа стандартный, можете покупать плиту примерно 1,5×1,5 м. Каркас стола изготавливается из деревянных брусков 30×40 мм. Фиксация конструкции осуществляется обыкновенными саморезами по дереву. Из инструментов надо подготовить электрический лобзик или переносную дисковую пилу, ручной фрезер, дрель или шуруповерт.

Цены на листовую фанеру

Фанера листовая

Стандартное устройство фрезерного стола

Изготовление столешницы

Шаг 1. От листа фанеры отрежьте заготовку для столешницы. Размер может быть произвольным, но не менее 80×80 см. На очень маленьких работать неудобно, заготовки постоянно падают, их приходится поддерживать с противоположной стороны. Сделайте разметку на фанере, прикрепите ее струбцинами к рабочему столу, установите упорную линейку для пилы и аккуратно отрежьте излишки материала.

Обрезают лист по размеру столешницы

Цены на популярный модельный ряд циркулярных пил

Циркулярная пила

Практический совет. Настоятельно рекомендуем все работы электрическим лобзиком и переносной пилой делать только под линейку. Не стоит надеяться, что ровный срез получится без этого приспособления.

Шаг 2. Наметьте место расположения отверстия под фрезу. Это также произвольный параметр. Многое зависит от того, будете ли вы в дальнейшем приспосабливать упорную линейку для фрезера, предусматривается ли короб для сбора и удаления опилок, какие детали предполагается обрабатывать и т. д. Как показывает практика, отверстие рекомендуется располагать на удалении 1/3 ширины от продольной кромки.

Выполняют разметку отверстия под фрезу

Сделайте разметку и высверлите отверстие. Его диаметр должен всего на несколько миллиметров превышать диаметр самой большой фрезы, которая будет использоваться на этом станке. Слишком большое отверстие делать не надо по нескольким причинам:

• чем больше щель между рабочими ножами фрезы и столешницей, тем выше вероятность, что в нее попадет материал. А это провоцирует возникновение опасных ситуаций: может заклинить фрезер или отлетевшие на большой скорости осколки травмируют мастера;
• если придется фрезеровать тонкие детали, то в щелях концы сильно вибрируют – нет упора. Как следствие, необходимо отрезать неровные части, что увеличивает расход пиломатериалов.

Отверстие высверливается специальной коронкой соответствующего диаметра.

По разметке сверлят отверстие

Шаг 3. Поставьте фрезер в отверстие, убедитесь, что он правильно расположился. Очень аккуратно нарисуйте линию по периметру основания. Обращайте внимание, чтобы во время этого процесса инструмент не двигался, постоянно придерживайте его одной рукой.

Примеряют фрезер к отверстию и аккуратно обводят его карандашом

Шаг 4. Установите на фрезере глубину резания 5 мм и очень внимательно по нарисованному контуру вырежьте посадочное место. Проверьте отверстие, вставьте в него фрезер. Он должен плотно входить и не шататься. При необходимости подгоняйте посадочное гнездо до нужных параметров. Все в норме – отлично, уберите шкуркой заусеницы и продолжайте работы по изготовлению стола для фрезера.

Посадочное место должно точно соответствовать контуру фрезера

Шаг 5. Такое же посадочное гнездо подготовьте еще на одном куске фанеры, только делать его теперь надо сквозным. Отрежьте деталь, ее размеры должны примерно на 15–20 см превышать диаметр основания фрезера.

Делают заготовку с вырезом такой же формы и размера

Шаг 6. Положите заготовку на столешницу, совместите отверстия и поставьте в них фрезер. Вам надо отметить расположение и размеры двух параллельных направляющих. На них устанавливается линейка фрезера, в нашем случае она снимается. Но направляющие трогать не надо, они увеличивают надежность фиксирования фрезера к столу, полностью исключают возможность поворачивания корпуса. Дело в том, что со временем посадочное гнездо может немного увеличиться в диаметре, корпус с двигателем начнет шататься. Длинные направляющие создают довольно большие рычаги, которые отлично держат поворачивающие нагрузки.

Заготовки совмещают и вставляют фрезер

Шаг 7. Замерьте диаметр металлических штифтов, выставьте соответствующую глубину фрезы и проделайте под них канавки.

Вырезают канавки под штифты

Шаг 8. Соедините два элемента стола, поставьте на место фрезер. Тщательно проверьте положение, вручную прокрутите ротор, он не должен ничего задевать. Все в норме – прикрутите фанеру.

После подгонки элементов прикручивают заготовки саморезами

Цены на популярные модели шуруповертов

Шуруповерты

Важно. Саморезы обязательно вкручивайте в предварительно высверленные отверстия, в противном случае могут появиться трещины. Диаметр сверла для отверстия должен быть на несколько миллиметров меньше диаметра резьбовой части метизов.

Изготовление и врезка монтажной пластины

Саморезы вкручивайте по периметру подставки на расстоянии примерно 15 см, отдельно закрепите участки между металлическими штифтами. Опять отшлифуйте поверхности. Это надо делать не для улучшения внешнего вида, поскольку элементы располагаются под столом и незаметны. За счет шлифования выравниваются поверхности, удаляются мелкие сколы, соединяемые детали прилегают плотно, фиксация более надежная. А это очень важно для любого станка – во время работы появляется вибрация, слабые соединения быстро расшатываются со всеми негативными последствиями.

Всю поверхность нужно тщательно зашкурить

Шаг 9. Небольшими полосками фанеры зафиксируйте фрезер в рабочем положении. Включите питание, проверьте работу инструмента. Он не должен шататься, при наличии нехарактерных шумов надо найти их причину и обязательно ее устранить.

Для фиксации фрезера используют две планки из фанеры

Все в норме – переходите к следующему этапу. Теперь надо для столешницы изготовить каркас стола.

Изготовление фиксаторов

Сборка каркаса стола

Шаг 1. К нижней части столешницы по периметру прибейте рейки 30×40 мм для придания прочности. Заготовки отпилите под углом 45°, детали прикручивайте саморезами соответствующей длины. Не забывайте перед прикручиванием смазывать детали столярным клеем. Он выполняет две функции: приклеивает поверхности и идеально выравнивает плоскости среза, обеспечивая максимальную устойчивость соединения.

По периметру столешницы крепят деревянные бруски

Шаг 2. Соберите нижнюю опорную раму стола, она может иметь такие же размеры, как и верхняя.

Скручивают раму из брусков по размеру столешницы

Шаг 3. Прикрепите к ней ножки, высота примерно 1 м, но конкретные значения регулируйте под свой рост, в каком положении работать удобнее более всего, такой должна быть высота стола для фрезера. Обязательно поставьте угловые распорки, в противном случае конструкция со временем расшатается.

К раме крепят ножки, после чего усиливают каркас распорками

Шаг 4. Проверьте прочность конструкции, с большим усилием пробуйте ее наклонять, сгибать и т. д. При обнаружении шатаний устанавливайте дополнительные распорки и рычаги, количество зависит от фактической потребности. На внешний вид особого внимания обращать не надо, вы делаете не красивую мебель для гостиной, а прочный станок для мастерской. Разница по требованиям существенная. Каркас готов, установите на место столешницу и можно начинать работать.

Устанавливают столешницу на место

Изготовление комбинированного стола

Для станка применяется старый кухонный столик, такие раньше стояли почти в каждой кухне. Конструкция, в отличие от вышеописанной, имеет металлические детали, они устанавливаются в наиболее нагруженных узлах.

1. Вдоль столешницы прикручивают листовую сталь толщиной 2 мм. Это место сильно изнашивается, металл значительно увеличивает срок эксплуатации. К ней винтами прикручивается фрезер, надежность фиксации намного увеличивается.

   Посередине столешницы набивают широкую стальную полосу с вырезанным отверстием под фрезу

2. Крепят кронштейны опорной рейки из металлической полосы. Эти детали часто затягиваются, фанера не выдерживает значительных циклических нагрузок и прогибается, крепление ослабевает и приходится менять элементы. Под кронштейнами к столешнице для увеличения прочности также прикручены небольшие куски металлических пластин.

   Опорную рейку закрепляют металлическими кронштейнами

3. Металлическими уголками повышают устойчивость стола, лифт для поднятия фрезы крепится к площадке из проката.

   Рама усиливается стальными уголками, на них же монтируется лифт для перемещения фрезы

При желании на станок можно установить короб для сбора пыли и дополнительные линейки для регулировки зазора между фрезой в зависимости от ее диаметра.

Видео — Стол для фрезера своими руками: изготовление

Теперь вы знаете, как быстро сделать простейший стол для фрезера. Изготовлен он из фанеры – универсального материала. В настоящее время ее часто используют для создания эксклюзивных вариантов мебели. Если у вас осталась клееная фанера, то попробуйте из нее сделать оригинальные мебельные изделия, а заодно испытать свой стол для фрезера. Что можно изготовить из фанеры можно прочитать на страницах нашего сайта.

Используемые источники:

• https://usamodelkina.ru/17300-chpu-stanok-plany-shemy-chertezhi.html
• https://andreynoak.ru/oborudovanie/izgotavlivaem-stanok-chpu-v-domashnih-usloviyah/
• https://mebel-expert.info/stol-dlya-frezera-svoimi-rukami-s-chertezhami-i-izgotovlenie/