Сверлильный станок для печатных плат своими руками: чертежи, фото, видео

Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему. В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках. Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления. Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах. Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере. Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя. С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром. Но все это проще один раз увидеть на видео: На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Детали для сборки

1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
6. Микропереключатель KMSW-14
7. Винт М2х16 — 2шт
8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
15. Болт М8х80 — 1шт
16. Гайка М2 — 2шт
17. Гайка М3 квадратная — 11шт
18. Гайка М3 — 13шт
19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
20. Гайка М4 — 2шт
21. Гайка М4 квадратная — 1шт
22. Гайка М8 — 1шт
23. Шайба М2 — 4шт
24. Шайба М3 — 10шт
25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
26. Шайба М3 гроверная — 17шт
27. Шайба М4 — 2шт
28. Шайба М8 — 2шт
29. Шайба М8 гроверная — 1шт
30. Набор монтажных проводов
31. Набор термоусадочных трубок
32. Хомуты 2.5 х 50мм — 6шт

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео: Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто. Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д. Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой. После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам: Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4: Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь. Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель. Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать. Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца. Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам. Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой. На этом сборка окончена!

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить центровкой «плоскогубцами», но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Ссылки для скачивания

Все файлы собраны в основной статье о проекте на моем сайте. Там все можно скачать по прямым ссылкам без регистрации и других проблем.toozpickПриспособления / СтанкиДобавлено 4 комментария Приветствую, Самоделкины!В этой статье описан процесс самостоятельного изготовления сверлильного станка для печатных плат. Автором данной самоделки является Роман (YouTube канал «Open Frime TV»)Основание станка напечатано на 3d принтере. 3D модель можно скачать ЗДЕСЬ. Если же у вас нет 3d принтера — не беда, можно использовать вот такой корпус:Как такой изготовить узнаете из этого видеоролика. Вообще, сегодняшняя самоделка, это усовершенствованная версия сверлильного станка из видеоролика выше, так сказать сверлильный станок версии 2.0. Те, кто не видел данный видеоролик, обязательно посмотрите.Итак, какие же именно изменения претерпел сверлильный станок? А изменение следующие: 1)Автоматический регулятор оборотов дрели. Когда нету нагрузки обороты минимальные, как только нагрузка появилась, обороты увеличились до максимальных, а потом опять упали. Это, скажу я вам, очень полезная штука. Во-первых, она уменьшает износ щеток, а во-вторых, позволяет легче прицелиться при сверлении.2)Следующее изменение — это сверла. До этого автор пользовался обыкновенными сверлами по металлу нужного диаметра. Но ведь для этих целей существуют специальные крутые твердосплавные сверла.Автор заказал их и понял, насколько эти сверла облегчили процесс сверления. Во-первых, у них спиральная форма и у вас по всему столу не будет разлетаться труха, а во-вторых, они тупятся намного дольше чем обыкновенные сверла, что есть огромный плюс.Также можно было заменить цанговый патрон на быстрозажимной, он стоит чуть дороже, но пользы намного больше, не нужно постоянно менять цанги. Но так как мы имеем твердосплавные сверла, у которых все хвосты одинаковые, то можно оставить и этот патрон, особых проблем с ним нет.Теперь давайте посмотрим, как все это реализовано. Сам станок собирается несложно. Делаем все по картинке автора данной модели. Потихоньку собираем, соединяя подвижные части, а также смазываем их, так как это пластмасса и может легко выработаться.Единственное, что не предусмотрено в 3д модели корпуса, это подставка, ее придется изготовить самостоятельно. Автор сделал ее из дерева. Она довольно-таки увесистая, точно не будет шататься.Для придания красивого вида автор также еще и покрасил ее в черный цвет.Как видим получилось не хуже заводских моделей.Следующим шагом рассмотрим схему автоматического регулирования оборотов.Она несложная, всего 2 транзистора и обвязка. Силовой транзистор желательно поставить на радиатор.Давайте разберемся, как работает данная схема. Без нагрузки на базу силового транзистора приходит напряжение с подстроечного резистора. Данный транзистор находится в приоткрытом состоянии.Теперь о том, что происходит, когда подается нагрузка. На одной ножке резистора шунта напряжение становится меньше, чем на другой:В таком случае, на базе второго транзистора, напряжение становится меньше, чем на эмиттере, и он открывается, подтягивая базу силового транзистора к плюсу питания. Соответственно силовой транзистор открывается на полную мощность и обороты двигателя возрастают.Как только нагрузка пропала, разница напряжений стала меньше, и верхний транзистор закрылся. Двигатель опять еле вращается. Изменяя сопротивление подстроечного резистора можно выставлять минимальные обороты вращения двигателя.Единственной сложной задачей в данной схеме есть подбор резистора шунта.Если его взять большего номинала, то на нем будет постоянно падать напряжение, а, следовательно, нижней транзистор будет всегда открыт. Для разных двигателей номинал будет разный. Автор купил себе 10 резисторов номиналом от 1 Ома и до 10 Ом и стал пробовать. При резисторе номиналом 2Ом была оптимальная работа. И запомните, чем мощнее моторчик, тем меньше номинал нужно брать.Идем дальше. Печатная плата данного регулятора получилась очень маленькой. Такую можно без особых проблем собрать и на макете, но мы будем делать ее на печатной плате. Запаиваем платку.И вот так она работает. Как видим, мультиметр фиксирует напряжение непосредственно на двигателе.Дотрагиваемся пальцем к патрону и обороты сразу же возрастают. Убираем палец, и они падают до заданных.Как ни странно, при такой простоте схемы работа безотказная. Без изменений в данном проекте осталось освещение. Это все те же 4 светодиода мощностью 1Вт каждый расположенных снизу двигателя на вот такой пластине-радиаторе.Для красоты спрячем плату, провода и выключатель в корпус. Тут отлично подойдет корпус от старого блока питания.В нем просверлим необходимые отверстия и теперь осталось все соединить воедино.Ну вот и собрали станочек. Получилось довольно красиво, не отличить от заводской модели. Как вы могли заметить на двигатель установлен конденсатор на 100 нФ. Когда щетки начнут изнашиваться он защитит от ложных срабатываний.Ну и в конце можно произвести тест станка. Для этого возьмем какую-нибудь старую плату и попробуем сверлить. Подсветку автор отключил, чтобы не слепить камеру.Как видим, процесс сверления просто идеальный. Прицелился, чуть дал нагрузку и с легкостью просверлил отверстие.Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!Видео:Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Содержание:

Сверлильный станок для печатных плат относится к категории мини-оборудования специального назначения. При желании такой станок можно сделать своими руками, используя для этого доступные комплектующие. Любой специалист подтвердит, что без использования подобного аппарата трудно обойтись при производстве электротехнических изделий, элементы схем которых монтируются на специальных печатных платах.

Простой мини станок для печатных плат

Общая информация о сверлильных станках

Любой сверлильный станок необходим для того, чтобы обеспечить возможность эффективной и точной обработки деталей, изготовленных из различных материалов. Там, где необходима высокая точность обработки (а это относится и к процессу сверления отверстий), из технологического процесса необходимо максимально исключить ручной труд. Подобные задачи и решает любой сверлильный станок, в том числе и самодельный. Практически не обойтись без станочного оборудования при обработке твердых материалов, для сверления отверстий в которых усилий самого оператора может не хватить.

Конструкция настольного сверлильного станка с ременной передачей (нажмите для увеличения)

Любой станок для сверления – это конструкция, собранная из множества составных частей, которые надежно и точно фиксируются друг относительно друга на несущем элементе. Часть из этих узлов закреплена на несущей конструкции жестко, а некоторые могут перемещаться и фиксироваться в одном или нескольких пространственных положениях.

Пример двигателей, используемых при изготовлении самодельного сверлильного мини-станка

Базовыми функциями любого сверлильного станка, за счет которых и обеспечивается процесс обработки, является вращение и перемещение в вертикальном направлении режущего инструмента – сверла. На многих современных моделях таких станков рабочая головка с режущим инструментом может перемещаться и в горизонтальной плоскости, что позволяет использовать это оборудование для сверления нескольких отверстий без передвижения детали. Кроме того, в современные станки для сверления активно внедряют системы автоматизации, что значительно увеличивает их производительность и повышает точность обработки.

Ниже для примера представлены несколько вариантов конструкции самодельных сверлильных станков для плат. Любая из данных схем может послужить образцом для вашего станка.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Особенности оборудования для сверления отверстий в печатных платах

Станок для сверления печатных плат – это одна из разновидностей сверлильного оборудования, которое, учитывая очень небольшие размеры обрабатываемых на нем деталей, относится к категории мини-устройств.

Любой радиолюбитель знает, что печатная плата – это основание, на котором монтируются составные элементы электронной или электрической схемы. Изготавливают такие платы из листовых диэлектрических материалов, а их размеры напрямую зависят от того, какое количество элементов схемы на них необходимо разместить. Любая печатная плата вне зависимости от ее размеров решает одновременно две задачи: точное и надежное позиционирование элементов схемы относительно друг друга и обеспечение прохождения между такими элементами электрических сигналов.

В зависимости от назначения и характеристик устройства, для которого создается печатная плата, на ней может размещаться как небольшое, так и огромное количество элементов схемы. Для фиксации каждого из них в плате необходимо просверлить отверстия. К точности расположения таких отверстий относительно друг друга предъявляются очень высокие требования, так как именно от этого фактора зависит, правильно ли будут расположены элементы схемы и сможет ли она вообще работать после сборки.

Сверление отверстий в фольгированном гетинаксе на самодельном станке

Сложность обработки печатных плат состоит еще и в том, что основная часть современных электронных компонентов имеет миниатюрные размеры, поэтому и отверстия для их размещения должны иметь небольшой диаметр. Для формирования таких отверстий используется миниатюрный инструмент (в некоторых случаях даже микро). Понятно, что работать с таким инструментом, используя обычную дрель, не представляется возможным.

Все вышеперечисленные факторы привели к созданию специальных станков для формирования отверстий в печатных платах. Эти устройства отличаются несложной конструкцией, но позволяют значительно повысить производительность такого процесса, а также добиться высокой точности обработки. Используя сверлильный мини-станок, который несложно изготовить и своими руками, можно оперативно и максимально точно сверлить отверстия в печатных платах, предназначенных для комплектации различных электронных и электротехнических изделий.

Сверлильный станок из старого микроскопа

Как устроен станок для сверления отверстий в печатных платах

От классического сверлильного оборудования станок для формирования отверстий в печатных платах отличается миниатюрными размерами и некоторыми особенностями своей конструкции. Габариты таких станков (в том числе и самодельных, если для их изготовления правильно подобраны комплектующие и их конструкция оптимизирована) редко превышают 30 см. Естественно, и вес их незначительный – до 5 кг.

Конструкция самодельного сверлильного станка

Если вы собираетесь изготовить сверлильный мини-станок своими руками, вам необходимо подобрать такие комплектующие, как:

• несущая станина;
• стабилизирующая рамка;
• планка, которая будет обеспечивать перемещение рабочей головки;
• амортизирующее устройство;
• ручка для управления перемещением рабочей головки;
• устройство для крепления электродвигателя;
• сам электрический двигатель;
• блок питания;
• цанга и переходные устройства.

Чертежи деталей станка (нажмите для увеличения)

Чертеж консоли станка

Разберемся в том, для чего предназначены все эти узлы и как из них собрать самодельный мини-станок.

Конструктивные элементы сверлильного мини-станка

Сверлильные мини-станки, собранные своими руками, могут серьезно отличаться друг от друга: все зависит от того, какие комплектующие и материалы были использованы для их изготовления. Однако как заводские, так и самодельные модели такого оборудования работают по одному принципу и предназначены для выполнения схожих функций.

Сделать станок будет проще, если для сверлильной головы взять салазки от компьютерного дисковода

Несущим элементом конструкции сверлильного станка для печатных плат является станина-основание, которая также обеспечивает устойчивость оборудования в процессе выполнения сверления. Исходя из назначения данного конструктивного элемента, изготавливать станину желательно из металлической рамки, вес которой должен значительно превышать суммарную массу всех остальных узлов оборудования. Если пренебречь этим требованием, вы не сможете обеспечить устойчивость вашего самодельного станка, а значит, не добьетесь требуемой точности сверления.

Роль элемента, на котором крепится сверлильная головка, выполняет переходная стабилизирующая рамка. Ее лучше всего изготовить из металлической рейки или уголков.

Каретка от привода с прикрепленным самодельным уголком под двигатель

Планка и амортизирующее устройство предназначены для обеспечения вертикального перемещения сверлильной головки и ее подпружинивания. В качестве такой планки (ее лучше зафиксировать с амортизатором) можно использовать любую конструкцию (важно только, чтобы она выполняла возложенные на нее функции). В этом случае может пригодиться мощный гидравлический амортизатор. Если же такого амортизатора у вас нет, планку можно изготовить своими руками либо использовать пружинные конструкции, снятые со старой офисной мебели.

Управление вертикальным перемещением сверлильной головки осуществляется при помощи специальной ручки, один конец которой соединяют с корпусом сверлильного мини-станка, его амортизатором или стабилизирующей рамкой.

Крепление рычага

Крепление для двигателя монтируют на стабилизирующей рамке. Конструкция такого устройства, в качестве которого может выступать деревянный брусок, хомут и др., будет зависеть от конфигурации и конструктивных особенностей остальных узлов сверлильного станка для печатных плат. Использование такого крепления обусловлено не только необходимостью его надежной фиксации, но также тем, что вы должны вывести вал электродвигателя на требуемое расстояние от планки перемещения.

Выбор электрического двигателя, которым можно оснастить сверлильный мини-станок, собираемый своими руками, не должен вызвать никаких проблем. В качестве такого приводного агрегата можно использовать электродвигатели от компактной дрели, кассетного магнитофона, дисковода компьютера, принтера и других устройств, которыми вы уже не пользуетесь.

Двигатель от фена

В зависимости от того, какой электрический двигатель вы нашли, подбираются зажимные механизмы для фиксации сверл. Наиболее удобными и универсальными из таких механизмов являются патроны от компактной дрели. Если подходящий патрон найти не удалось, можно использовать и цанговый механизм. Подбирайте параметры зажимного устройства так, чтобы в нем можно было фиксировать очень мелкие сверла (или даже сверла размера «микро»). Для соединения зажимного устройства с валом электродвигателя необходимо использовать переходники, размеры и конструкция которых будут определяться типом выбранного электродвигателя.

Миниатюрный цанговый патрон

В зависимости от того, какой электродвигатель вы установили на свой сверлильный мини-станок, необходимо подобрать блок питания. Обращать внимание при таком выборе следует на то, чтобы характеристики блока питания полностью соответствовали параметрам напряжения и силы тока, на которые рассчитан электродвигатель.

Схема автоматического регулятора оборотов в зависимости от нагрузки для двигателя на 12 В (нажмите для увеличения)

Порядок сборки самодельного устройства

Как показывает практика, осуществлять сборку самодельного станка для сверления отверстий в печатных платах удобнее всего в определенной последовательности. Действовать надо в соответствии со следующим алгоритмом.

• Выполняется монтаж станины, и к ее нижней стороне крепятся ножки, если они предусмотрены в конструкции.
• К собранной станине крепятся планка перемещения и рамка держателя, на которой будет смонтирована сверлильная головка.
• Рамку держателя соединяют с амортизатором, также фиксируемым на станине оборудования.
• Устанавливается ручка управления перемещением сверлильной головки, соединяемая с амортизатором или рамкой держателя.
• Монтируется электродвигатель, положение которого тщательно регулируется.
• К валу приводного электродвигателя посредством переходников крепится цанга или универсальный патрон от дрели.
• Выполняется монтаж блока питания, соединяемого с электродвигателем посредством электрических проводов.
• В патрон устанавливается сверло и надежно фиксируется в нем.
• Собранный самодельный станок тестируют, пробуя просверлить с его помощью отверстие в листовом диэлектрике.

Для того чтобы ваш самодельный сверлильный мини-станок можно было всегда разобрать и доработать, для соединения его конструктивных элементов лучше всего использовать болты и гайки.

При желании изготовить своими руками мини-оборудование для получения отверстий в печатных платах всегда можно воспользоваться чертежами и советами тех, кто уже является обладателем такого станка и активно работает на нем в своей домашней мастерской.

Используемые источники:

• https://habr.com/post/405495/
• https://usamodelkina.ru/12314-sverlilnyj-stanok-dlja-pechatnyh-plat-s-avtomaticheskoj-regulirovkoj.html
• http://met-all.org/oborudovanie/stanki-sverlilnye/mini-sverlilnyj-stanok-dlya-pechatnyh-plat-svoimi-rukami.html