Двигатель для фрезерного станка по металлу

Какой двигатель выбрать для фрезерного станка ЧПУ?

24 Сентября 2019

Двигатель фрезерного станка обеспечивает перемещение портала и шпинделя по осям X,Y,Z.

Существует три типа двигателя: шаговый, гибридный (сервошаговый) и серводвигатель. Основное отличие этих двигателей в точности, скорости и мощности.

Чтобы понять какой двигатель подойдет для вашего будущего станка разберем подробно принцип работы каждого.

Шаговый двигатель:

Шаговые двигатели – это бесщеточные двигатели постоянного тока, названные в честь того, как они работают – они делают шаги. Шаговые двигатели в системах ЧПУ часто работают в режиме управления с разомкнутым контуром, это означает, что от двигателя нет обратной связи. Мы сообщаем двигателю, куда ему двигаться, и, учитывая, что двигатель не заблокирован и хорошо подходит для выполнения задачи (достаточно мощности), он переместится в заданную позицию.

Большинство шаговых двигателей, которые вы увидите при использовании с ЧПУ, имеют 200 шагов на оборот. Это означает, что для каждого полного оборота на 360 градусов (один полный оборот вала двигателя) потребуется 200 шагов.

Имея эти данные мы понимаем, что если мы сделаем 100 шагов, мы повернем вал на 180 градусов. Это идеально подходит для работы с ЧПУ, потому что мы знаем, что, если мы отправим ему определенное количество шагов, он будет поворачиваться на то точное количество, которое мы хотим.

Для еще более высокой точности работы шаговый двигатель способен совершать микрошаги (микро-степпинг).

Шаговый двигатель, который поддерживает 10-кратный микро-степпинг может совершать 2000 шагов на оборот 360 градусов.

Шаговый двигатель при правильной настройке может долго служить вам, особенно, если учесть, что он самый доступный по цене.

Сервошаговые (гибридные):

Двигатели следующего поколения после шаговых, более мощные и скоростные.

имеют обратную связь по скорости и позиции;

управляются как полноценные серводвигатели;

имеют высокий крутящий момент;

не пропускают шаги;

мало нагреваются и вибрируют;

плавно и относительно тихо работают;

при отключении питания сохраняет все последние координаты и точки.

Сервошаговый двигатель – компромисс по цене и качеству. Выбирая станок, под более серьезные задачи, обратите внимание на этот двигатель.

Серводвигатели:

Серводвигатели – типичные электродвигатели, которые работают при подаче напряжения. Для работы на фрезерных станках ЧПУ к серводвигателями добавляются кодеры.

Кодер на двигателе обеспечивает обратную связь и позволяет нам узнать, насколько двигатель продвинулся или вообще не двигался.

Шаговые двигатели могут заклинивать в течение миллисекунды в результате сил, создаваемых станками ЧПУ, что может вызывать пропуск шагов. В итоге шаговый двигатель блокируется и не может принять необходимые меры для исправления ситуации, тогда как компьютер не знает, что произошло и продолжает работу.

При пропуске шагов обрабатываемая деталь может быть неточной, т.к. машина теряет точность, когда движение не может завершиться. Этого не происходит с сервоприводами, поскольку кодер всегда имеет обратную связь со своим приводом и знает когда он заклинивает.

Какой же двигатель мне выбрать для работы с ЧПУ?

Каждый фрезерный станок с ЧПУ имеет свои преимущества. Как правило, любители ЧПУ используют шаговые двигатели, так как они намного дешевле. Если их правильно подобрать и настроить они будут проделывать фантастическую работу и будут долго служить вам.

Более серьезные промышленные фрезерные станки с ЧПУ, которые намного крупнее, тяжелее и требуют более жестких допусков, лучше всего оснащать сервошаговыми или серводвигателями, т.к. они гораздо мощнее и быстрее. Такие приводы вне всякого сомнения гарантируют четкую стабильную работу для вашего производства.

Нужна помощь в выборе двигателя для вашего станка?

Оставьте заявку, инженер свяжется с вами в течение 10ти минут.

Как своими руками сделать фрезерный станок по металлу?

Настольный ручной станок, оснащенный ЧПУ и предназначенный для обработки металла, в домашнем хозяйстве является очень полезной вещью.

Кроме того, сделать такое устройство своими руками можно прилагая к этому небольшое количество усилий.

Для этого понадобятся такая оснастка и составляющие, как электродвигатель с подходящим уровнем мощности, стол и направляющая конструкция.

1 ГДЕ КУПИТЬ Привод для самодельного станка

Собираясь сделать несложный ручной переносной или ручной настольный малогабаритный фрезерный станок по металлу с ЧПУ своими руками, в первую очередь внимание стоит обратить на электропривод.

Главный и решающий фактор здесь – это уровень мощности. Большинство самодельных фрезерных станков по металлу, сделанных своими руками изготавливается для произведения неглубокой выборки металлических заготовок.

В таком случае агрегат можно сделать с помощью мотора российского производства, который обладает мощностью, равной 500 Ваттам.

Однако такой агрегат, снабженный ЧПУ время от времени будет глохнуть и едва ли оправдает те ресурсы времени и средств, которые были в него вложены.

Наиболее оптимальным вариантом общепризнанно считается тот, при котором настольный ручной малогабаритный станок по металлу, сделанный своими руками, оснащается двигателем, мощность которого, в среднем, составляет 1100 Ватт.

Привод станка с ЧПУ обладающий мощностью, равной 1-2 киловаттам способствует применению любого типа фрезы. Особенностью специализированного электродвигателя такого типа является оснащение усиленными подшипниками для длительного сопротивления большим нагрузкам, возникающим в продольном и поперечном направлении оси вращения.

Обработка металлических заготовок при этом будет производиться в обычном режиме. Для фрезера по металлу, собранного своими руками и оснащенного ЧПУ может подойти как стационарный электромотор, так и привод, который прежде использовался в мощных ручных электроинструментах.

Самодельный фрезерный станок

Эту деталь можно позаимствовать из болгарки, дрели, или ручного фрезера. Еще один значимый фактор при создании фрезерного агрегата по металлу своими руками – это количество оборотов.

Чем оно выше, тем большей чистотой и равномерностью будет обладать выполненный рез. Никаких проблем не возникнет, если двигатель, используемый в станке с ЧПУ, рассчитан на работу в бытовой сети в 220 вольт.

В том случае если Вы решите сделать агрегат, оснащенный трехфазным асинхронным двигателем, подключать его придется с ориентировкой на особую схему.

Она выражена в алгоритме подключения по типу «звезда-треугольник». Благодаря реализации такой схемы мотор будет производить плавный запуск и выдачу максимально возможной мощности.

Стоит учитывать, что в том случае, когда трехфазный электродвигатель будет подключен к однофазной сети, он потеряет 30-50% своего КПД.
к меню ↑

2 Как сделать самодельный лифт для фрезера?

Осуществить сборку самодельного фрезерного станка с ЧПУ по металлу можно достаточно легко. Особое внимание следует уделить регулировочному лифту, который можно собрать с применением обычных толстых листов фанеры.

Вся конструкция должна быть закреплена на крышке рабочего стола. При этом сам агрегат не нужно будет оснащать шкивами и ремнями.

Настольный фрезерный станок, сделанный своими руками

Насадка фрезы на настольные фрезерные станки по металлу будет осуществляться прямо на вращающийся вал электродвигателя. Здесь важно применять такой привод, который будет обладать способностью к вращению на высоких оборотах. Сам лифт, собираемый под фрезерные станки по металлу дома, состоит из таких деталей, как:

• корпус;
• каретка;
• скользящие полозья;
• резьбовая ось;
• фиксирующий винт.

Когда ось будет вращаться, то каретка с присоединенным мотором сможет перемещаться вверх и вниз по направлению оси.

Полозья используются для того, чтобы выполнять функцию направляющих ограничителей. При помощи фиксирующего винта каретку нужно будет закрепить для придания ей высокой степени неподвижности, после того, как она будет выставлена по высоте.

Крепления несущего корпуса, который будет удерживать всю конструкцию, осуществляется к нижней крышке верстака.

При выполнении этих действий нужно будет тщательно следить за тем, чтобы каретка и двигатель не расшатывались, находясь в корпусе. Это может привести к тому, что во время фрезеровки выборка металла будет неровной.

Представленное приспособление для фрезерного агрегата сможет обеспечить плавную регулировку вылета сменной фрезы над поверхностью рабочего стола.

Самодельный фрезерный по металлу с нуля

Для обеспечения высокой степени удобства можно оснастить лифт самодельными шестернями. При этом поворотный вертикальный рычаг можно будет разместить сбоку, а не с верхнего края.

Если готового рабочего стола дома нет, то при самостоятельном его изготовлении важно учитывать индивидуальные особенности каждого отдельно взятого материала под фрезерные станки по металлу.

К примеру, тот стол под ручной настольный фрезерный станок по металлу по металлу, который будет изготовлен из дерева, боится попадания влаги. Однако наряду с этим деревянную конструкцию легче всего изготовить, к тому же оснастка способна эффективно поглощать вибрации.

Направляющие, которые будут обеспечивать упор заготовки, подвергнутой обработке можно сделать дома из фанеры или ДСП. Также предусматривается регулировка положения оснастки с ориентировкой на горизонтальную плоскость. Для сбора металлической стружки можно применить обычный старый бытовой пылесос.

2.1 Изготавливаем крышку

В качестве материала для крышки необходимо использовать фанеру с параметром толщины, равным 19 миллиметрам.

При этом длина крышки должна равняться 0,6 метрам, а ширина – 0,5 метрам. Для того чтобы значительно улучшить базовые характеристики самодельного фрезерного станка по металлу нужно в первую очередь увеличить прочность стола.

Для этого делается облицовка из текстолита с толщиной, равной 2 миллиметрам. С этой целью нужно будет вырезать лист с такими же размерами, как и первый вырезанный из фанеры.

Важно помнить, что в процессе вырезания крышки и облицовки для нее к уже указанным размерам следует прибавить припуски равные 2,5 сантиметрам.

Создание рамы для станка из подручных материалов

После этого нужно нанести тонкий слой клея на текстолитовую поверхности и верхнюю часть фанерной крышки.

При этом нужно отступить от края фанеры на 0,3 сантиметра и выполнить приклеивание текстолита. После присоединения поверхностей по ним нужно будет пройтись резиновым валиком.

Полученная заготовка и оснастка устанавливается на отрезной станок или на циркуляционную пилу. Это производится таким образом, чтобы край листа фанеры смог плотно прижаться к упору.

Далее от края упора нужно отступить 6 миллиметров и произвести отпил фанеры и облицовки из текстолита одним лезвием. После этого нужно перевернуть полученную заготовку и проделать те же действия с противоположным краем.

Подвергшиеся обработке края передвигаются до самого упора и обрезаются для того, чтобы придать плите необходимую форму. Из фанерного листа нужно вырезать накладки продольного и бокового типа с ориентировкой на строго фиксированные размеры.

Ширина продольной накладки должна равняться 0,4 сантиметрам при длине в 70 сантиметров. Ширина боковой – 0,6 см, при длине в 60 сантиметров.

Алюминиевая рама для самодельногоо фрезерного станка

Далее нужно заняться изготовлением вспомогательной детали для того, чтобы ровно произвести приклейку кромочных накладок. При этом важно соблюдать правильную последовательность действий:

1. Берется четыре куска фанеры с параметрами размеров 10×10 см.
2. В каждом куске вырезаются пазы с размерами 5×5 см.
3. Производится их закрепление при помощи струбционов по всем углам изготовленной крышки.
4. Прикрепление накладок выполняется при помощи клея, фиксация – с помощью струбцинов.

2.2 Монтаж упора

Накладки и оснастка прижимаются к уже смонтированной вспомогательной детали, после чего они приклеиваются к верхней кромке крышки. Сквозь заранее проделанные пазы можно рассмотреть, насколько правильно произошла стыковка накладок по всем углам.

После этого производится установка 19-ти миллиметровой дисковой фрезы на отрезной настольный станок. Упор присоединяется с помощью изготовленной деревянной накладки с высотой в 25 сантиметров.

Настойку фрезы и упора нужно проводить таким образом, чтобы появилась возможность для выбора шпунтов, помещающихся в кромочные накладки. Точность настроек должна быть практически идеальной. Для этого лучше потренироваться на неиспользуемых обрезках.

Мини токарный станок по металлу своими руками

Крышку нужно плотно прижать к упору той стороной, которая изначально была покрыта текстолитом. Потом нужно будет выбрать все шпунты в кромочных накладках расположенных по бокам.

Фрезерный станок по металлу и оснастка понадобится для того, чтобы поспособствовать установке алюминиевого профиля. Для этого в отрезке любого размера нужно выпилить шпунт при помощи дисковой фрезы.

После чего следует убедиться в том, что ползунок в нем проходит до самого углового упора. Если он без затруднений будет перемещаться при нормальном люфте, то в крышке нужно будет выпилить паз такого же размера и разместить его фанерой к верху.
к меню ↑

2.3 Как работает самодельный настольный фрезерный станок по металлу? (видео)

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

Шпиндель — важная часть технологических машин, в частности фрезеров. Так называют двигатель с самозажимным патроном, в котором фиксируется режущий инструмент. В качестве последнего могут выступать фреза, сверло, точильный камень и т.д.

Фрезерный станок передает шпинделю крутящий момент при высокой частоте оборотов. Следовательно, двигатель должен быть прочным. Однако это, конечно, не единственное предъявляемое требование. Как правильно выбрать шпиндель для станка с ЧПУ? Разбираемся в этой статье.

Теория вопроса

Шпиндель — это вал, являющийся посредником между обрабатывающим станком и заготовкой при обработке металлов. Режущий элемент крепится в нем посредством конуса Морзе. У расточных, сверлильных станков и фрезеров вал имеет регулируемую длину, а в движение приводится вручную или автоматически.

Условно шпиндели делят на две группы в зависимости от их мощности:

• бытовые,
• промышленные.

К первым относятся небольшие бормашины, дрели, перфораторы. Конструкция их проста, срок службы относительно недолог, управление не вызывает сложностей. Для работы на домашних настольных станках используют именно их.

Промышленные шпиндели необходимы для длительной эксплуатации, рассчитаны на внушительные нагрузки. Они снащены системами охлаждения и подачи смазки на участки с высоким уровнем трения или нагревания.

Для производственных агрегатов категорически не подходят маломощные бытовые шпиндели. Причина в том, что они рассчитаны лишь на растяжение и сжатие, но не на боковую нагрузку. При увеличении скорости вращения шпинделя обмотки двигателя нагреваются, что вызывает снижение мощности. В результате элемент перегорает, требуя скорой замены.

Критерии подбора

Подробно рассмотрим, на какие именно факторы стоит обращаться внимание при выборе.

Мощность

Выбор шпинделя для станка с ЧПУ начинается с изучения мощностных характеристик. Здесь не стоит экономить; мы рекомендуем следовать правилу: «Чем больше, тем лучше». Запас мощности — залог исправной работы шпинделя сверх указанного ресурса.

Обратите внимание на следующие советы по выбору:

• сверление или гравировка возможны при помощи шпинделя мощностью менее 600 Вт;
• работы по древесине или листовому металлу выполняются устройством мощностью от 800 до 1400 Вт;
• для устройства с ЧПУ, от которого требуется ежедневная работа, выбирайте шпиндель мощностью свыше 1500 Вт.

Качество работы двигателей зависит и от надежности самого станка. Если фрезер с ЧПУ ветхий, есть вероятность, что новый шпиндель принесет мало пользы.

Обрабатываемая поверхность

Мощность шпинделя выбирается в зависимости от типа обрабатываемого материала. Для фанеры, ДСП, МДФ рекомендуется вал мощностью до 3000 Вт, для дерева и мягких сплавов (алюминий, бронза) — до 6000 Вт.

Вид фрезеровки

Следующий критерий выбора шпинделя — способ фрезеровки. Всего их два:

• силовой,
• скоростной.

В первом случае вал подается медленно, но фреза вращается очень быстро. Скоростной способ подразумевает медленное вращение и быструю подачу. Силовая фрезеровка применяется, если нужно быстро удалить определенный объем материала. Скоростная — если важнее качество обработки детали.

Характеристики фрезы указываются в технической документации на изделие. Выставляются параметры на станке с ЧПУ перед началом работ. На них важно обращать внимание, чтобы не перегрузить вал и получить максимальную производительность оборудования.

Система охлаждения

Наличие и тип системы охлаждения — еще один важный критерий выбора. Именно от нее зависит, как долго станок сможет работать без перерыва.

Под воздушным охлаждением подразумевается обдувка обмоток шпинделя через крыльчатку, предусмотренную на корпусе. Минусов у него больше, чем плюсов, например:

• охлаждение воздухом малоэффективно при работе на низких скоростях;
• вместе с воздухом под корпус засасываются стружка, пыль, грязь, из-за чего засоряется мотор.

Таких недостатков лишена система водяного (жидкостного) охлаждения, однако она усложняет конструкцию фрезерного станка с ЧПУ. Для нее требуется резервуар с жидкостью, который крепится на корпусе устройства. Трубки, которые подводят и отводят воду, не всегда легко вмонтировать в станок с двумя шпинделями.

Водяное охлаждение предпочтительнее потому, что жидкость на шпиндель подается равномерно, с одинаковой скоростью. Запускать двигатель фрезера запрещено, пока не активирована помпа. Игнорирование правила вызовет перегрев обмоток и выход всей системы из строя.

Производитель

Определить, на Западе или Востоке изготовлен элемент, можно по внешнему виду. Например, китайские модели имеют сплошной, закрытый корпус в форме цилиндра. Конструкция достаточно жесткая, вибрации при металлообработке минимальны. Крыльчатка или другие подобные отверстия отсутствуют, что делает вал невосприимчивым к стружке и пыли. В числе минусов китайской продукции:

• высокий процент подделок и брака,
• склонность внутренних элементов к коррозии (из-за примитивной системы охлаждения),
• сложность замены подшипников.

Европейские шпиндели отличаются качеством и более дорогой стоимостью. Характерные черты — надежные подшипники, минимальные радиальные биения. Обычно они имеют воздушное охлаждение, поэтому коррозии почти не подвержены, работают плавно.

Тип инвертора

Инвертор — преобразователь частоты, обеспечивающий передачу крутящего момента с электродвигателя валу. Должен иметь такую же мощность, как двигатель, и чуть более высокий выходной ток (номинальный).

Шпиндель для фрезера с ЧПУ: подходящие модели

Для агрегата, собранного в бытовых условиях, не стоит покупать дорогой вал. Для промышленного же станка не подойдет шпиндель, который раньше был, допустим, частью шуруповерта. Ниже приведен перечень возможных решений, которые облегчат выбор шпинделя для станка с ЧПУ по металлу либо иному материалу:

Гравер / дрель / бормашина.

Подходящий вариант для мягких материалов — дерева, пластика, бронзы, меди. Мощность устройств начинается от 100 Вт.

Достоинства — минимум шума, качественный зажим патрона, минимальные потери крутящего момента на невысоких оборотах. При монтаже важно выставить деталь на нужном уровне и корректно замерить биение фрезы. Обойдется такой шпиндель в 1000-3000 рублей.

Моторы постоянного тока.

Более мощные, усовершенствованные устройства для настольных работ. Мощность – от 400 Вт, скорость — до 12000 об/мин.

• низкое биение,
• минимум шума,
• стандартный патрон (цанга ER11A).

• нужен дополнительный источник питания;
• мощность позволяет использовать только фрезы до 4 мм;
• совместимы только с мягкими материалами;
• требуют хорошей вентиляции, охлаждения, обдува.

Это профессиональные фрезеры, которыми обрабатывается большинство известных материалов. Шумны, поддержание оборотов нестабильно, что осложняет обработку пластика; имеет подшипники низкого качества. Режим работы без перерывов ограничен 1,5-2 часами.

Профессиональные шпиндели жидкостного охлаждения.

Техника, почти полностью лишенная недостатков. Работает тихо, так как устройство не имеет крыльчатки. Часто применяется для оборудования, которое располагается в непроветриваемых или сильно запыленных помещениях. Стоимость таких шпинделей — от 10000 рублей. Учитывайте, что инвертор обойдется вам примерно в такую же цену. В числе преимуществ шпинделей с жидкостным охлаждением:

• точное позиционирование на станке с ЧПУ,
• мощный крутящий момент,
• надежность,
• удвоенное количество подшипников,
• минимальное биение.

Если же вы сомневаетесь в своем выборе шпинделя для станка с ЧПУ, свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или электронной почте: сотрудники компании ответят на вопросы и помогут определиться с наиболее подходящим для вашего оборудования элементом.

Как самостоятельно сделать фрезерный станок по дереву

Ремонт, строительство, изготовление мебели в домашней мастерской – все это невозможно без использования фасонных изделий из дерева.

Плинтусы, наличники, струганные рейки с орнаментом – вот то, что поможет изготовить самодельный фрезерный станок. Снять фаску, проточить паз, без которого не собрать в единое целое объемное изделие, – тоже его работа.

Пользуясь этим универсальным инструментом, несложно сделать выборку под шпонку, цилиндрическую или прямоугольную проточку. Меняя фрезеровочный инструмент, можно пилить, строгать, сверлить и даже изготавливать статуэтки из дерева.

• Принцип работы
• Назначение станка
• Разновидности станков
• Выбор материала для надежной станины
• Удобная и долговечная столешница
• Выбор электродвигателя
• Дополнительные приспособления
• Особенности сборки самодельного станка

Принцип работы

Обработка древесины на фрезерном станке выполняется с помощью специального режущего инструмента – фрезы. Фреза фиксируется в каретке, с помощью которой можно регулировать высоту режущей кромки. В процессе работы фреза вращается с очень высокой скоростью, благодаря чему поверхность изделия получается идеально гладкой.

Ассортимент фрез для обработки дерева широк, легко подобрать инструмент для любого вида работ. Чаще всего используются:

• концевые фрезы, внешне напоминающие обычное сверло;
• дисковые, являющие собой зубчатые колеса с острыми зубьями;
• фрезы со сферической режущей кромкой;
• многоуровневые фрезы, позволяющие изготавливать фасонные изделия.

При выполнении большинства операций вал фрезерного инструмента не совершает поступательных движений, а заготовка пододвигается к его режущей кромке. Некоторые работы требуют взаимного передвижения, что реализуется дополнительными устройствами.

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.

Разновидности станков

Фрезерный станок может быть стационарным или настольным. Во втором случае в качестве станины используется верстак или другой прочный и устойчивый стол для ручных работ. Устройства различают и по ряду конструктивных особенностей.

Среди наиболее популярных:

• станки с одним шпинделем и вертикальным расположением приводного вала;
• многошпиндельные конфигурации, с возможностью одновременного использования разных типов фрез;
• фрезерные конструкции, позволяющие менять угол наклона вала или столешницы;
• копировальные фрезерные станки.

Оптимальным выбором для дома является конструкция с одним вертикальным шпинделем. Изготовить такой фрезерный стол своими руками несложно. Он состоит из станины (рамы на ножках) и столешницы, в отверстие которой выведен шпиндель с патроном для режущего инструмента.

Выбор материала для надежной станины

Основа всей конструкции – станина. Это рама, к которой крепятся все основные части станка. Она должна быть прочной, надежной и устойчивой. По совокупности этих характеристик оптимальный материал для станины фрезерного станка – сталь. Лучше всего изготавливать станину из профильной трубы или толстостенного угольника. Для соединения деталей в единое целое можно воспользоваться сваркой или использовать болтовое соединение.

Размеры рамы напрямую зависят от размеров заготовок, с которыми планируется работать, кроме того, стоит учитывать и габариты мастерской. Если помещение не отличается простором, стоит задуматься о создании сборной конструкции на болтах. В любое время ее можно демонтировать, а при необходимости снова собрать.

Удобная и долговечная столешница

Столешница профессионального станка изготавливается из стали. Данный материал долговечен, его поверхность не подвержена образованию заусенцев, но в домашних условиях работать с толстым листом металла крайне сложно, гораздо проще и дешевле использовать древесину. В качестве материала для столешницы можно выбрать:

• толстую многослойную фанеру;
• древесные плиты (ДСП, ОСП и другие);
• струганную доску.

Какой бы материал ни был выбран, важно помнить, что поверхность столешницы должна быть гладкой и выдерживать высокие нагрузки. Деревянную поверхность обязательно пропитать олифой или маслом, создать долговечную конструкцию можно, оббив дерево листовой сталью или прочным пластиком.

Выбор электродвигателя

Важнейшая деталь станка – двигатель. Во многом именно от его параметров зависит перечень работ, которые можно будет выполнить на самодельном станке. В качестве движущей части можно использовать как коллекторные, так и асинхронные электродвигатели. Коллекторные выгодно отличаются небольшой стоимостью, но имеют меньшую мощность, кроме того, их графитные щетки быстро выгорают, что является причиной частого ремонта.

Асинхронные двигатели – лучший выбор для стационарного домашнего станка. Они мощные, неприхотливые, не требуют особого ухода, единственный недостаток – шумность. Но шум в мастерской вряд ли кого удивит.

Двигателем небольшого домашнего фрезерного станка запросто может стать электрическая дрель или шуруповерт. Такой станок не справится с глубокой обработкой твердой древесины, но поможет в поверхностной обработке небольших заготовок. Еще один вариант простого мини-станка – устройство, собранное на базе переносного фрезера. Для него достаточно изготовить подходящую станину, прикрутить его к столешнице, и станок готов.

Дополнительные приспособления

Полноценный фрезерный станок должен обеспечивать удобство и безопасность работы. Для этого в его комплектацию должны входить:

• кнопка аварийной остановки;
• поворотный кожух ограждения фрезы;
• система удаления пыли из рабочей зоны;
• автономная подсветка.

Обработка длинных заготовок имеет свои особенности. Изготовление плинтусов, наличников и другой подобной продукции потребует дополнительного устройства – вертикального упора. Он представляет собой доску или лист толстого металла, имеющий вырез под фрезу. Упор крепится вертикально, с его помощью удобно регулировать угол и глубину обработки заготовки.

Универсальный фрезерный станок позволяет обрабатывать как большие, так и мелкие детали. Обрабатывать небольшие заготовки будет удобнее и безопаснее, если на столешнице установить прижимы по типу струбцин. Они должны быть съемными, для их крепления в столешнице сверлят несколько отверстий.

Особенности сборки самодельного станка

Изготовление фрезерного станка для дома – достаточно сложный процесс, значительно облегчить себе задачу можно, предварительно набросав чертеж желаемого изделия с указанием размеров, обозначением мест крепления узлов и агрегатов.

Еще на этапе планирования необходимо определиться с местом расположения двигателя. Можно установить его непосредственно в месте выхода инструмента из столешницы и крепить фрезы на его вал. Этот способ отличается дешевизной, но не очень практичен. В процессе работы вал двигателя будет испытывать нагрузки, на которые не рассчитан, это может стать причиной быстрого выхода из строя подшипников, а возможно, и ротора в целом.

Обратите внимание! Гораздо сложнее в реализации, но практичнее конструкция, в которой двигатель расположен отдельно, а вращение на инструмент передается посредством клиноременной передачи.

Подготовив эскиз станка, переходят к его изготовлению. Первым делом создается станина. Используя болгарку, из профильной трубы или уголка вырезают заготовки необходимой длины. Выдерживая размеры и контролируя углы, создается сварная конструкция. На ней же устанавливается плита для крепления двигателя.

Изготавливается столешница, в ней электролобзиком вырезается прямоугольное отверстие в месте выхода вала. Столешница устанавливается на станину, фиксируется болтами.

На станину крепится двигатель, устанавливается вал с креплением под фрезу. К двигателю подводится электричество. Провод должен быть закрыт специальным коробом или уложен в гофрированную трубу.

Последними монтируют вспомогательные устройства: крепят лампу, столик для обработки мелких деталей, устанавливают систему, удаляющую стружку из рабочей зоны. Каждое подключаемое устройство тестируют, проверяя его работоспособность.

Готовый станок включают без режущего инструмента. Контролируют вращающиеся части на предмет отсутствия люфта, проверяют надежность креплений. Обязательно надо убедиться в работоспособности системы аварийной остановки. Если проверка прошла успешно, станок работает без сбоев, можно устанавливать режущий инструмент и браться за создание своего первого деревянного шедевра.

Самодельный фрезерный станок с ЧПУ: собираем своими руками

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.