ЧПУ-фрезер для моделиста.

Создание и использование станочков, созданных своими руками и применяемых в моделизме.

Модератор: SAA63

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Сб янв 19, 2019 7:12 pm

Не знаю правильно ли выбрал раздел, если нет, то попрошу модераторов перенести.
Сама идея самостоятельной постройки станка появилась очень давно, периодически угасала и вновь возрождалась. Хотелось большой станок, универсальный, но цена постройки всегда останавливала.
Со временем компоненты стали немного дешевле, хотелки тоже поубавились, и пришло некое понимание концепции станка. К материализации проекта подтолкнуло прочтение на одном из тематических форумов темы про станок «Альтернатива».
И так, что будем пилить – естественно фанера, бальза, пенопласт, возможно текстолит, может пластик иногда. С какой точностью – по крайней мере, как ручным лобзиком. Под такие требования подходят даже фанерные станки на простых цилиндрических направляющих. Забегая вперёд, скажу, что именно с таких направляющих всё и началось.
Рабочее поле 750 * 330 * 90. Продиктовано оно больше размерами направляющих, ну и анализом размеров будущих изделий. Так как строю небольшие авиамодели (размах в основном от 850 до 1300), то таких параметров достаточно.
Тип будет портальник.
Долго думал из чего строить, в итоге выбрал Д16 (оказалось дешевле купить заготовки с доставкой по почте, чем из города привезти лист нормальной фанеры, к тому же понравился сам процесс работы с дюралем, возможность нарезки резьбы и многое другое).
Направляющие по всем осям цилиндрические:
ось Х – 20 мм
ось Y – 16 мм
ось Z – 10 мм.
Ходовые винты хотел поставить трапецию, но пока будут шпильки 12 мм. (Винты, то есть, но нет на них гаек. Получилось так, что на винтах резьба двухзаходная, а гайки продают с однозаходной. На местном заводе, когда винт увидели, глаза квадратные сделали. Ладно, этот вопрос пока оставил на потом, благо всё можно будет быстро и без переделки поменять).
Вот на фото направляющие оси Х, ходовой винт из шпильки с гайкой и винт какой хотел поставить.
Ось Y.
Всё сделано с помощью ручного лобзика (естественно электрического), шлифовальной ленточной машинки, и сверлильного станка.
Если данная тема будет интересна, то продолжу публиковать.
| Показать
напр и винт х.jpg
напр и винт х.jpg (27.26 КБ) 720 просмотров
ось у1.jpg
ось у1.jpg (37.75 КБ) 720 просмотров
сборка.jpg
сборка.jpg (42.63 КБ) 720 просмотров

Badjo
Участник
Сообщения: 18
Зарегистрирован: Пт сен 14, 2018 8:59 pm
Репутация: 8

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Badjo » Сб янв 19, 2019 7:32 pm

Очень интересная тема. Но сначала бы схематично чертеж, что должно получиться и что будет взято за основу фрезера (дремель или др. двигатель).

Аватара пользователя
SAA63
Модератор
Сообщения: 1335
Зарегистрирован: Вс апр 01, 2018 9:07 pm
Репутация: 383

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение SAA63 » Сб янв 19, 2019 7:40 pm

Тема супер интересная!
Конечно продолжайте.
Что касается места расположения на Форуме, то пусть пока находится здесь. Более подходящего места я тоже не нашёл.
В свою очередь прошу Администраторов в разделе «Разработки» создать подраздел «Станки и приспособления своими руками» и туда поместить эту тему.
Лётчик дружелюбен и снисходителен к чужим ошибкам. Однако на втором заходе друзей не бывает.

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Сб янв 19, 2019 8:08 pm

Раз одобрение получено, будем продолжать.
На самом деле данный проект создаётся не сегодня и не сейчас. Механика уже собиралась и разбиралась не один раз. Проведены предварительные регулировки и настройки. Сейчас идет процесс сборки электрики.
Так как прошло уже много времени и поменян ПК, чертежи утеряны, если только снимать размеры с готовых деталей. Осталось несколько старых фото сборки в телефоне.
Кстати будет шпиндель водяного охлаждения на 800 Вт. Этот выбор связан с тем что станок находится пока дома, нет отдельной мастерской. Опилки по всему дому я думаю домочадцев не обрадуют.
| Показать
ст1.jpg
ст1.jpg (42.78 КБ) 711 просмотров
ст.jpg
ст.jpg (159.08 КБ) 711 просмотров

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Вс янв 20, 2019 12:37 am

Собственно процесс проектирования и воплощения в металле был начат с оси Z. Тогда для себя принял решение о том, что если получится приемлемый результат, то строительство будет продолжено.
У китайцев были куплены опорные модули, а в российском магазине направляющие 10мм и две дюралевые плиты 100*180 толщиной 12мм. Одна плита пошла на основу оси, а из второй выпилил подвижную часть для крепления шпинделя и два основания для крепления направляющих и ходового винта. Для соединения деталей использовал винты М5 с головой под внутренний шестигранник. Ходовой винт установлен в подшипники zz608 в распор. Для привода оси используется шаговый двигатель 57 серии (собственно как и на все остальные оси), который устанавливается на стойках. В качестве муфты использован резиновый шланг высокого давления и два хомута. В качестве ходового винта, как уже говорил, использовал шпильку М12, гайка из капролона с возможностью выбора люфта.
Первоначально предполагалось установить китайский 300 Вт коллекторный шпиндель (потом появилась возможность приобрести нормальный шпиндель, это самая дорогая деталь в станке).
Когда все материалы были куплены прикинул компоновку, начертил на бумаге чертёжик (если найду обязательно выложу скан).
Сам процесс изготовления в то время снимал мало, могу только описать и показать конечный результат.
Дюралевую плиту распилил электрическим лобзиком, здесь главное использовать хорошую пилку и постоянно поливать WD-40. Пилил сам первый раз, был приятно удивлён качеству реза. Затем торцы отшлифовал, контролируя угольником углы. Затем разметил все отверстия, рассверлил на станке, причём парные детали нужно сверлить вместе. Вот здесь я совершил первую ошибку. Отверстия под направляющие были намечены маленьким сверлом одновременно в двух деталях, а вот рассверливались по очереди, что привело к несоосности. Пришлось всё переделывать. Для рассверливания посадочных отверстий под подшипники применял ступенчатые свёрла. При сверлении нужно тоже использовать WD-40 или масло. Пришлось повозиться и с торцевыми отверстиями, их удобно сверлить, собрав детали угловыми струбцинами. Затем нарезал резьбу ну и отмыл всё от масла. Собрал, результат приятно удивил, всё двигалось без заеданий и заклинивания.
| Показать
винт обр1.jpg
винт обр1.jpg (33.22 КБ) 701 просмотр
осьZ1.jpg
осьZ1.jpg (32.68 КБ) 701 просмотр
осьZ.jpg
осьZ.jpg (42.02 КБ) 701 просмотр

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Вс янв 20, 2019 12:43 pm

Собственно в окончательном виде ось немного изменилась. Прежде всего, были заменены стойки крепления шагового двигателя. Новые были сделаны из толкателей клапанов УАЗ. Они стали тоньше и легче. Стало удобней обслуживать соединение двигателя с ходовым винтом.
На фото в прошлом посте видно, что оставлено место на пластине для крепления кронштейна шпинделя. Предполагалось его крепление винтами с лицевой стороны, а винты крепления самой пластины оставались свободными для доступа. Но вмешался случай и я стал обладателем 800 Вт шпинделя жидкостного охлаждения. Габариты его естественно больше, диаметр 65 вместо 52, соответственно и кронштейн крепления более габаритный.
Сам кронштейн пришлось немного обрезать, при этом потерялась возможность его крепления с лицевой стороны и удобство сборки. Поэтому при проектировании нужно всегда учитывать возможность модернизации. Такова природа, всегда хочется что-то улучшить, появляются новые идеи.
Фото окончательного вида оси: | Показать
осьZ3.jpg
осьZ3.jpg (39.23 КБ) 690 просмотров
осьZ2.jpg
осьZ2.jpg (36.59 КБ) 690 просмотров
осьZ4.jpg
осьZ4.jpg (29.87 КБ) 690 просмотров

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Вт янв 22, 2019 12:02 am

Далее по оси Y.
Боковые стенки портала после выпиливания из плиты были соединены вместе небольшими болтам, причём гайки и головы были в топлены в детали, чтобы не мешать ни разметке, ни обработке. Так же были отшлифованы торцы с контролем всех углов, рассверлены все отверстия. Одновременное рассверливание деталей дало положительные результаты.
В качестве основания портала выступает плита 150*470*12. Она была видна на фото в первом посте. Отверстия под винты крепления боковых стенок портала сделаны таким образом, чтобы можно было в дальнейшем его выставить перпендикулярно оси Х.
Сверху был добавлен уголок для повышения жёсткости всей конструкции, ну и он является полкой для кабель канала.
Ходовой винт та же шпилька, в тех же подшипниках, только установлена в натяг. Привод шаговым двигателем такого же размера, как и на оси Z. Вообще, все двигатели одинаковые на всех осях. Типоразмер Nema 23, ток 3А, момент 18 кг*см.
Вложения
ось у1.jpg
ось у1.jpg (37.75 КБ) 611 просмотров
ось Y2.jpg
ось Y2.jpg (26.3 КБ) 611 просмотров

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Вт янв 22, 2019 12:05 am

С осью Х всё ещё проще. Изначально хотел в качестве основы использовать швеллер, но дюралевый можно было купить только 6 метровый, а стальной с метало базы, требовал шлифовки на станке (ни одного прямого угла). Поэтому принял решение сделать из плит Д16 100*480*12. Естественно отверстия для креплений направляющих и ходового винта также сверлились в двух деталях одновременно. Продольные элементы выполнены из алюминиевого уголка толщиной 4мм.
Ходовой винт сделан также как и на оси Y.
Стол сделан из ЛДСП и двух уголков. Для крепления заготовок в ЛДСП просверлил отверстия и снизу забил гайки (не знаю точно как они называются, нашёл среди мебельной фурнитуры). Не знаю насколько верно такое решение.
В принципе, несмотря на внешнюю сложность всех деталей, сам процесс изготовления занял небольшое количество времени, больше с духом собирался. Если всё размечать и сверлить аккуратно, соблюдая технологию, получается довольно просто и точно изготовить детали. Но стоит обратить внимание на то, что без сверлильного станка построить не получиться. По сути это единственный станок который необходим, всё остальное можно сделать ручным инструментом.
К примеру, концы ходовых винтов точились с помощью дрели, двух подшипников, ну и напильника. Ещё здорово помогли ступенчатые свёрла. Использовал два 4-12 и 4-22. Последнее позволяет делать посадочные отверстия для подшипников.
Вообще до этого никогда ничего подобного не делал. Сам процесс постройки довольно интересен для меня.
Собственно по механике всё, за исключением настройки и регулировки, эти моменты требуют отдельного описания, именно они важны при сборке, иначе точности работы станка будет не добиться.
| Показать
ось х.jpg
ось х.jpg (38.41 КБ) 611 просмотров
ось х2.jpg
ось х2.jpg (28.82 КБ) 611 просмотров
осьх1.jpg
осьх1.jpg (32.1 КБ) 611 просмотров

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Ср янв 23, 2019 11:40 pm

Как и обещал - про сборку и регулировку.
После предварительной сборки и небольшой подгонки всех элементов станок вновь был разобран для дальнейшей поэтапной регулировки.
Я начинал с оси Х.
К боковым пластинам прикручивались держатели направляющих, ножки (кстати, ножки представляют собой болты М8 с наваренной на голову шайбой, ну и навинченным барашком в качестве контргайки) на сами направляющие были установлены опорные модули, вся эта конструкция была выставлена на ровной поверхности. На опорные модули необходимо установить основание портала. Далее затягивались винты крепления направляющих в держателях, а винты крепления держателей немного ослаблялись. Затем вся конструкция переворачивалась и именно в таком положении происходила затяжка болтов крепления держателей, при этом основание портала нужно сдвигать в ту сторону, где происходит затяжка. Потом всё переворачивается обратно, при этом валы у нас будут закреплены в максимальном верхнем положении. Далее необходимо установить уголки стола, и передвигая основание портала промерить расстояние от уголка до направляющих в крайних положениях (я использовал штангельциркуль). Эти расстояния необходимо выровнять по самому большому. Делается это осаживанием валов киянкой через деревянную проставочку. Таким образом достигается параллельность плоскости направляющих к плоскости стола. Затем через боковые пластины и держатели сверлятся небольшие отверстия (я сверлил 3мм) и в них забиваются штифты, для предотвращения сдвигов держателей. На фото обведены красным.
Затем устанавливается ходовой винт. Здесь всё просто. В одну из боковин через отверстия для подшипника пропускаем винт, навинчиваем на него гайку, затем с внешних сторон боковин вставляем подшипники. Затем гайками М8 с фторопластовыми вставками его фиксируем, при этом получается, что он устанавливается в натяг. Остаётся только подобрать проставку на ходовую гайку для ее закрепления под основанием портала. Её толщина должна быть такой, чтобы винт не изгибался. Сами гайки я закреплял позже, это позволило передвигать портал без винта, при сборке это пригодилось не один раз. Двигатель устанавливался позднее, там доступ к винтам свободный.
Нашёл чертёж предварительной компоновки сфоткал его на мобильник, поэтому за качество прошу извинить. Вообще это не окончательный вариант. Я люблю прикидывать на бумаге, а потом уже переношу идеи в электронный вид. На бумаге чертёж вроде как живой, а в ПК какой-то мёртвый, без души. (Сугубо моё личное мнение, никого обидеть не хотел).
Затем все детали были вычерчены в Автокаде, а потом делались (и благополучно сгинули вместе с жёстким диском, в смысле чертежи).
Пока как то так.
| Показать
настройка.jpg
настройка.jpg (26.95 КБ) 556 просмотров
ножки .jpg
ножки .jpg (30.01 КБ) 556 просмотров
пред ком.jpg
пред ком.jpg (25.45 КБ) 556 просмотров

Аватара пользователя
Dunkel
Новичок
Сообщения: 9
Зарегистрирован: Вт июн 12, 2018 2:20 pm
Репутация: 30

Re: ЧПУ-фрезер для моделиста.

Сообщение Dunkel » Сб янв 26, 2019 12:12 am

Продолжим.
После сборки и настройки оси Х начинаем установку портала. При сборке следует обратить внимание на перпендикулярность установки боковин портала относительно его основания. Для контроля я использовал угольник.
После сборки на опорные модули прикручивается собранная ось Z. (В отличие от остальных осей ходовой винт и стойки крепления шагового двигателя ставятся сразу. Потом в данной конструкции их поставить будет невозможно.) Затем монтируем стол. Далее, необходимо померить расстояние от пластины крепления шпинделя до стола в крайних положениях.. Оно должно быть одинаковым, если нет, то необходимо сошлифовать более длинную боковину, или подложить фольгу под короткую. Ходовой винт ставиться также как и на оси Х.
Следующим этапом ставим шпиндель, но установлен он был первоначально на один винт. Отверстия для крепления кронштейна были просверлены только в подвижной плите, а в самом кронштейне только одно верхнее. Необходимо проверить перпендикулярность его установки к столу, и разметить остальные отверстия кронштейна.
Для этого нужно изготовить небольшое приспособление из обрезка сверла, кусочка простого карандаша и деревянного брусочка. Ставим приспособление в цангу, на стол кладём листок бумаги, опускаем фрезер и проворачиваем карандаш. Если всё ровно, то на листке получается окружность, ели нет, то необходимо повернуть крепление шпинделя или возможно подложить подкладки из жестянки под кронштейн. (Мне пришлось под нижние болты подложить жестянку 0,3 мм). Затем размечаем остальные отверстия, снимаем кронштейн, рассверливаем, нарезаем резьбу ну и ставим всё на место.
Теперь остаётся только проверить перпендикулярность оси Х с осью У. Поэтому для крепления боковин портала были предусмотрены специальные отверстия, позволяющие портал немного сдвигать. Но эту регулировку необходимо будет выполнить после запуска станка. Нужно будет программно прогнать шпиндель по прямоугольнику максимально возможных размеров, и в углах поставить метки на столе (вместо фрезы в цанге нужно зажать что-нибудь острое, например заточенный обломок сверла). Померив диагонали, можно будет понять, как повернуть портал.
Следующим этапом предстоит собрать электрическую часть, настроить контроллер, ну и провести окончательную регулировку.
Забегая вперёд, скажу, что ось Х уже подсоединял, пробовал покатать, всё ездило, пока не всё понятно, но потихоньку разбираемся.
На сегодняшний момент проложил проводку и систему охлаждения шпинделя, сделал панельку под разъемы. Хочу, чтобы сам станок полностью отсоединялся от контроллера. Так будет проще всё перемещать.
Приспособление для регулировки установки шпинделя: | Показать
рис2.jpg
рис2.jpg (9.33 КБ) 524 просмотра
Проверка перпендикулярности осей X и Y: | Показать
рис1.jpg
рис1.jpg (9.9 КБ) 524 просмотра
Проводка: | Показать
проводка.jpg
проводка.jpg (31.89 КБ) 524 просмотра

Ответить

Вернуться в «Станки и приспособления своими руками»