Список выбранных товаров
  • Нет выбранных товаров

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф - станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта. 

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу "Фрезерный станок с ЧПУ". После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ! 

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Габаритные размеры

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения. 

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия.  Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Несущая рама в сборе

Уголки для защиты направляющих

Файлы для скачивания «Шаг 2»

Чертежи основных элементов станины

Шаг 3: Портал

Подвижной портал - исполнительный орган вашего станка, он перемещается по оси X и несет на себе фрезерный шпиндель и суппорт оси Z. Чем выше портал, тем толще заготовка, которую вы можете обработать. Однако, высокий портал менее устойчив к нагрузкам которые возникают в процессе обработки. Высокие боковые стойки портала выполняют роль рычагов относительно линейных подшипников качения.

Основная задача, которую я планировал решать на своем фрезерном станке с ЧПУ - это обработка алюминиевых деталей. Поскольку максимальная толщина подходящих мне алюминиевых заготовок 60 мм, я решил сделать просвет портала (расстояние от рабочей поверхности до верхней поперечной балки) равным 125 мм.  В SolidWorks все свои измерения я преобразовал в модель и технические чертежи. В связи со сложностью деталей, я обработал их на промышленном обрабатывающем центре с ЧПУ, это дополнительно мне позволило обработать фаски, что было бы весьма затруднительно сделать на ручном фрезерном станке по металлу.

Файлы для скачивания «Шаг 3»

Шаг 4: Суппорт оси Z

В конструкции оси Z я использовал переднюю панель, которая крепится к подшипникам перемещения по оси Y, две пластины для усиления узла, пластину для крепления шагового двигателя и панель для установки фрезерного шпинделя. На передней панели я установил две профильные направляющие по которым будет происходить перемещение шпинделя по оси Z. Обратите внимание на то, что винт оси Z не имеет контропоры внизу.

Файлы для скачивания «Шаг 4»

Шаг 5: Направляющие

Направляющие обеспечивают возможность перемещения во всех направлениях, обеспечивают плавность и точность движений. Любой люфт в одном из направлений может стать причиной неточности в обработке ваших изделий. Я выбрал самый дорогой вариант - профилированные закаленные стальные рельсы. Это позволит конструкции выдерживать высокие нагрузки и обеспечит необходимую мне точность позиционирования. Чтобы обеспечить параллельность направляющих, я использовал специальный индикатор во время их установки. Максимальное отклонение относительно друг друга составило не более 0,01 мм.

Шаг 6: Винты и шкивы

Винты преобразуют вращательное движение от шаговых двигателей в линейное. При проектировании своего станка вы можете выбрать несколько вариантов этого узла: Пара винт-гайка или шарико-винтовая пара (ШВП). Винт-гайка, как правило, больше подвергается силам трения при работе, а также менее точна относительно ШВП. Если вам необходима повышенная точность, то однозначно необходимо остановить свой выбор на ШВП. Но вы должны знать, что ШВП достаточно дорогое удовольствие.

Я все же решил использовать винт-гайку для своего станка. Я выбрал гайки со специальными пластиковыми вставками которые уменьшают трение и исключают люфты.

Необходимо обработать концы винтов в соответствии с чертежами. На концы винтов устанавливаются шкивы

Файлы для скачивания «Шаг 6»

Шаг 7: Рабочая поверхность

Рабочая поверхность - это место на котором вы будете закреплять заготовки для последующей обработки. На профессиональных станках часто используется стол из алюминиевого профиля с Т-пазами. Я решил использовать лист обычной березовой фанеры толщиной 18 мм.

Шаг 8: Электрическая схема

Основными  компонентами электрической схемы являются:

  1. Шаговые двигатели
  2. Драйверы шаговых двигателей
  3. Блок питания
  4. Интерфейсная плата
  5. Персональный компьютер или ноутбук
  6. Кнопка аварийного останова 

Я решил купить готовый набор из 3-х двигателей Nema, 3-х подходящих драйверов, платы коммутации и блока питания на 36 вольт. Также я использовал понижающий трансформатор для преобразования 36 вольт в 5 для питания управляющей цепи. Вы можете использовать любой другой готовый набор или собрать его самостоятельно. Так как мне хотелось быстрее запустить станок, я временно собрал все элементы на доске. Нормальный корпус для системы управления сейчас находится в разработке )).

Электрическая схема станка

Шаг 9: Фрезерный шпиндель

Для своего проекта я использовал фрезерный шпиндель Kress. Если есть необходимость, средства и желание, то вы вполне можете поставить высокочастотный промышленный шпиндель с водяным или воздушным охлаждением. При этом потребуется незначительно изменить электрическую схему и добавить несколько дополнительных компонентов, таких как частотный преобразователь.

Шаг 10: Программное обеспечение

В качестве управляющей системы для своего детища я выбрал MACH3. Это одна из самых популярных программ для фрезерных станков с ЧПУ. Поэтому про ее настройку и эксплуатацию я не буду говорить, вы можете самостоятельно найти огромное количество информации на эту тему в интернете.

Шаг 11: Он ожил! Испытания

Если вы все сделали правильно, то включив станок вы увидите, что он просто работает!

Я уверен, моя история вдохновит вас на создание собственного фрезерного станка с ЧПУ.

Послесловие

Друзья, если вам понравилась история, делитесь ей в социальных сетях и обсуждайте в комментариях. Успехов вам в ваших проектах!

Понравилась статья? Жми
159
14 апреля
13004
  • Станки с ЧПУ

Читайте также

Комментарии (20)
Альберт 19 апреля , 13:32

Приветствую!
Интересная статья. Подскажите во сколько денег обойдется постройка такого станка?

0 | Ответить
Руслан Альфирович 19 апреля , 13:58

Автор проекта уверяет, что в итоге он потратил чуть менее 900 EUR. В расходы были включены комплектующие, материалы, механические работы. Учитывая, что использовались не самые дешевые запчасти и материалы, то цена, на мой взгляд, вполне адекватная.

1 | Ответить
Альберт 20 апреля , 16:25

Спасибо!

1 | Ответить
Леонид 01 мая , 19:47

Спасибо! Молодец.

0 | Ответить
Сергей 02 мая , 00:12

а с автором можно проконсультироваться по некоторым вопросам по сборке и наладке станка лично?

0 | Ответить
Руслан Альфирович 05 мая , 18:55

К сожалению, прямых контактов автора нет

0 | Ответить
Махарбек 17 мая , 22:46

Огромное спасибо!!!

0 | Ответить
Горбенко Александр 18 мая , 05:55

Уважаю

0 | Ответить
Валентин Дмитриевич 19 мая , 18:34

Молодец. Рад, что ещё не перевелись, с открытой душой, "КУЛИБИНЫ". Спасибо!

2 | Ответить
Дмитрий 20 мая , 16:07

Огромное спасибо!!!

0 | Ответить
Фанис 20 мая , 16:40

интересная статья

0 | Ответить
Андрей 24 мая , 17:33

Не оскудеет земля русская талантами!!! Респект!

-1 | Ответить
Андрей 16 июня , 20:28

Спасибо за статью ! Давно искал ! А кто подскажет про эти шаговые двигатели NEMA !? Их очень много разных ! Есть с четыремя проводами есть с восьмью !? Какие на этом станке !? Спасибо,,,,,

1 | Ответить
Руслан Альфирович 17 июня , 11:01

В этом проекте автор использовал двигатели NEMA 23, судя по схеме 4 провода. А вот точных характеристик не могу сказать. Вообще есть готовые комплекты для сборки электрики ЧПУ: комплект двигателей, комплект драйверов, блок питания и коммутационная плата. Можно поискать в разделе станки с ЧПУ на aliexpress, ну или в российских интернет магазинах

0 | Ответить
Андрей 17 июня , 21:34

Спасибо

0 | Ответить
Хамзат 20 июня , 01:18

Подскажите,как связаться с автором?В электронике и электрике я слабоват,не хочу заморачиваться и проблема с комплектующими у нас.Я бы заказал этому товарищу такой станок,но со своими размерами рабочего стола.Просьба-свяжите меня с ним.Мой номер 8 928 891 33 58-Хамзат.Заранее благодарю.

0 | Ответить
Сергей 10 июля , 16:39

Здравствуйте! Могу я обратиться к Вам за помощью чертежа и расчетов станка по фото. У меня есть основные размеры, нужно сделать чертеж и расчеты для последующей раскройки металла лазерной резкой. Буду очень благодарен.

0 | Ответить
nikolai 18 августа , 12:11

Класный проэкт
А подскажите какие рельсы использовали при постройке ?
Спасибо


0 | Ответить
nikolai 24 августа , 05:39

Судя по фотографиям по оси Х 20 мм Y и Z 15 мм , ответьте пожалуйста

0 | Ответить
Руслан Альфирович 25 августа , 11:45

Не нашел подробной инфы о том какие рельсы использовал автор проекта. 20 мм наверное будет за глаза.

0 | Ответить
Оставить комментарий

Новые комментарии

Хотите такой стол? Сделайте его на своем фрезере с ЧПУ! + DXF Подберите исполнителя в Пензе Подберите исполнителя с ЧПУ фрезером для изготовления...


Ручная сборка двигателя для Nissan GT-R 2017 года - это сложнейший пазл Андрей Много лет собирал технологии, посмотрев почти все видео(...


Как выглядели станки для деревообработки в 19 веке Сергей У меня был Бельгийский рейсмус .толи 19 века толи первые...


Потрясающие столы от мастерской «Derevoteka» Алексей Гидрорезкой


ТОП-5 крутейших настольных мульти станков с ЧПУ Сергей Сколько стоят станки с ЧПУ,как осуществляется...


Как вы думаете, что делает мастер из этого швеллера? Сергей Спасибо! Интересно.

Присоединяйся к нам!