Фрезерный станок по металлу с чпу своими руками + фото 10

Конструкция плоскошлифовальных установок

Большой популярностью сегодня пользуются самодельные плоскошлифовальные фрезеровочные станки, которые выполнены на основе дрели. У таких агрегатов заготовка может фиксироваться неподвижной или же на вращающейся станине. В каждом конкретном случае конструкцию такого станка выбирают в зависимости от особенностей последующей работы на изготавливаемом оборудовании.

Режущим инструментом является фрезер, который совершает вращательное движение. Фрезер — это стальной режущий инструмент с цилиндрической формой, по своему внешнему виду похожий на увеличенное в размерах сверло. Режущие кромки у фрезера занимают всё тело инструмента, что обеспечивает возможность удаления обрабатываемой стружки сразу в нескольких плоскостях. Управление движением фрезера может выполняться в ручном, полуавтоматическом или полностью автоматическом режиме. Проще всего изготовить станки, в которых фрезер управляется вручную, а заготовка крепится на рабочем столе неподвижно.

Простейшая модификация фрезерного станка будет состоять из следующих элементов:

Шпинделя.
Станины.
Столешницы.
Подающей салазки.
Параллельного упора.
Пылесоса для удаления стружки.

Вы сможете найти различные схемы изготовления таких станков, которые будут отличаться своими конструктивными элементами, а, соответственно, технологией и способом обработки древесины. В зависимости от требований к выполняемым работам можно с легкостью подобрать тот или иной фрезерный станок, который будет сочетать универсальность использования, надежность и долговечность. О выборе мини-фрезерного станка читайте в этой статье.

Руководство по сборке

Сборка фрезерного станка своими руками проводится в несколько этапов, которые должны идти строго друг за другом:

Изначально нужно создать чертёж будущего оборудования. На нём требуется отметить размеры, ход подвижных элементов, крепёж, провода.
Вырезать составные части конструкции, изготовить станину. Соединить их с помощью сварочного аппарата. На станине закрепить направляющие элементы, по которым будет передвигаться столешница.
Установить шпиндель с патроном. Проверить как он передвигается относительно заготовки.
Подключить провода к электрическим элементам, установить защитные щитки, проверить устойчивость оборудования.

На рабочем столе можно дополнительно установить тиски или струбцины, чтобы закреплять заготовки до начала работы. Изготовить фрезерный станок может любой мастер, зная его устройство, принцип работы.

Сборка фрезерного станка

Основные типы направляющих

В процессе конструирования и монтажа станков (заводского и самодельного изготовления) применяют разные типы направляющих устройства. Это связано с их предназначением – фрезерование, сверление или токарные работы. Они могут быть двух типов.

Направляющие скольжения

Их используют в оборудовании небольшой мощности, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуют сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.

Полированный вал, как вид направляющей, относится к бюджетным. Он наиболее распространен.

ВАЖНО! Его изготавливают из высоколегированной стали, выполняют индукционную закалку и, впоследствии, шлифовку. Такая обработка служит для увеличения продолжительности работы, а вал изнашивается меньше

Полированный вал имеет недостатки:

крепление в концевых точках, со станиной нет крепления, из-за чего налицо отсутствие жесткой связи со столом и наличие погрешностей в обработке,
провисание при увеличенной длине, поэтому допустим её максимум – 1 метр. Рекомендуют иметь оптимальное соотношение диаметра вала и его длины (0.06-0.1), чтобы достичь нормальных результатов.

Приступаем к изготовлению

Чтобы начать изготавливать станок ЧПУ из старого принтера, вам потребуются некоторые запчасти, которые входят в струйные принтеры:

Приводы, шпильки, направляющие от принтера (желательно использовать несколько старых принтеров; принтеры необязательно должны печатать);
Привод от дисковода.
Материал для создания корпуса – фанера, ДСП и т.п.
Драйверы и контроллеры;
Материалы для крепежей.

Полученные станки с числовым программным управлением смогут выполнять различные функции. Всё, в конечном итоге, зависит от устройства, которое будет располагаться на выходе станке. Чаще всего из струйных принтеров делают фрезерный станок с ЧПУ, выжигатель (при помощи установки выжигателя на выходе устройства) и сверлильные машины для создания печатных плат.

Основой является деревянный ящик из ДСП. Иногда используют готовые, но не составит труда сделать го самостоятельно. Необходимо учесть, что внутри ящика будут располагаться электронные компоненты, контроллеры. Собирать всю конструкцию лучше всего при помощи саморезов. Не забывайте, что детали нужно располагать друг относительно друга под углом 90 градусов и крепить максимально прочно друг к другу.

Конструкция фрезерного стола

При желании можно сделать фрезерный самодельный стол из обычного верстака, но лучше изготовить специальную конструкцию. Объясняется это тем, что станок с фрезой создает при работе сильную вибрацию, поэтому станина, используемая для фиксации фрезера, должна отличаться высокой устойчивостью и надежностью. Следует также учитывать и то, что само фрезерное устройство крепится к нижней части столешницы для фрезерного стола, поэтому под ней должно быть достаточно свободного места.

При креплении устройства к столешнице самодельного стола для ручного фрезера используется монтажная пластина, которая должна обладать высокой прочностью и жесткостью, либо специальные прижимы для фрезерного станка. Такая пластина может быть изготовлена из металлического листа, текстолита или прочной фанеры. На подошвах большинства моделей фрезеров уже есть резьбовые отверстия, они и нужны для соединения такого устройства со столешницей и монтажной пластиной. Если таких отверстий нет, можно просверлить их самостоятельно и нарезать в них резьбу либо использовать специальные прижимы для фрезерного станка.

Фрезы для различных видов обработки на фрезерном столе

Прижимы для фрезерного станка или монтажная пластина должны располагаться на одном уровне со столешницей, для этого в последней делается выборка соответствующих размеров. В пластине необходимо просверлить несколько отверстий, одни из которых необходимы для ее соединения со столешницей при помощи саморезов, а другие – для того, чтобы такая пластина могла быть зафиксирована на подошве фрезера. Винты и саморезы, которые вы будете использовать, должны быть обязательно с потайной головкой.

Чтобы сделать включение своего более удобным, на столешнице можно расположить обычную кнопку, а также кнопку-грибок, которая сделает ваше устройство еще и более безопасным в работе. Для повышения удобства своего домашнего станка можно закрепить на поверхности фрезерного стола, изготовленного для ручного фрезера своими руками, длинную металлическую линейку.

Прежде чем начинать конструировать фрезерный координатный стол своими руками, необходимо определить место, где он будет располагаться, а также решить, какой тип фрезерного оборудования вы хотите изготовить. Так, можно сделать агрегатный фрезер своими руками (стол будет располагаться с боковой части пильного оборудования, служить его расширением), компактный настольный станок, отдельно стоящее стационарное оборудование.

Остановить свой выбор на компактном настольном оборудовании для работы по дереву и другим материалам можно в том случае, если вы обращаетесь к нему нерегулярно или часто используете его вне своей мастерской. Такая установка, которую отличают небольшие размеры, занимает совсем немного места, а при желании, ее можно повесить на стену.

Если размеры вашей мастерской позволяют, то под фрезер лучше приспособить основу стационарного фрезерного станка, работать на котором намного удобнее, чем на настольном оборудовании. Чтобы сделать такое устройство более мобильным, его можно поставить на колеса, с помощью которых вы сможете легко менять его месторасположение.

Простейший фрезерный стол или стол для сверлильного станка можно сделать очень быстро. Для изготовления такой конструкции, легко располагающейся и на обычном рабочем столе, вам понадобится лист ДСП, на котором закрепляются направляющие элементы. В качестве такой направляющей, которая может использоваться в качестве параллельного упора для фрезерного стола, подойдет обычная доска небольшой толщины, которая крепится к столешнице при помощи болтовых соединений. При необходимости, параллельно можно прикрепить вторую такую доску, которая будет служить ограничительным упором.

ВДля врезки фрезера в стол в листе из ДСП необходимо будет сделать отверстие для его размещения, а фиксироваться на столешнице, он будет при помощи двух струбцин. После этого изготовление фрезерного стола можно считать законченным. Чтобы сделать использование такой конструкции более удобным, на столешнице можно разместить простейшие прижимы для фрезерного станка.

Основание и оси

Сборка фрезеровального станка начинается с создания основания и размещения осей X и Y. Направляющие для ЧПУ своими руками сделать довольно сложно, так как они должны иметь точные размеры. К другим особенностям сборки основания отнесем:

Во многих случаях в качестве основания для фрезеровального станка с ЧПУ применяется старый сверлильный станок с вертикальной стойкой.
Самым сложным механизмом можно назвать систему, которая обеспечивает движение инструмента в двух плоскостях и вертикальном направлении. Собрать ее можно на основе кареток от неработающего принтера.
Для вертикального перемещения режущего инструмента предусматривается установка специального механизма. Рекомендуется использовать в качестве подобного механизма винтовую передачу, вращение на которую передается через ременную передачу. Зубчатые ремни не проскальзывают при высокой нагрузке.
Вертикальная ось изготавливается своими руками из алюминиевой плиты

Важно выдерживать точные размеры при создании вертикальной оси, так как они будут учитываться при наладке оборудования после его сборки. При наличии муфельной печи изготовить вертикальную ось можно своими руками из алюминия

Подобный сплав характеризуется высокими литейными свойствами, а также коррозионной стойкостью.
После подготовки всех конструктивных элементов проводится их сборка. Два шаговых электрических двигателей будут устанавливаться на станине, для чего создают специальные посадочные площадки. Стоит учитывать, что во время работы электрический двигатель нагревается, возникает небольшая вибрация. Поэтому при выборе наиболее подходящего места установки следует предусмотреть поступление холодного воздуха.
Передача усилия в большинстве случаев проводится через клиноременную передачу. Напрямую проводить соединение мотора с исполнительными органами конструкции не рекомендуется, так как сильная вибрация и перегрузки могут уменьшить его срок службы.

При изготовлении станины из подручных материалов нужно обеспечить высокую жесткость. Для этого создается большое количество ребер жесткости, отдельные элементы соединяются между собой при применении крепежных элементов. Не рекомендуется применять сварочный аппарат для соединения отдельных элементов, так как сварочный шов не выдерживает воздействие вибрации. Переменная вибрационная нагрузка может стать причиной появления трещин, которые снижают прочность станины.

Разновидности конструкции фрезерного станка по дереву

Существуют разновидности подобного аппарата. Среди основных можно выделить:

Вертикальный фрезерный станок

В процессе работы детали обрабатываются сверху вниз. Нужен для просверливания разъемов с определенными габаритами и подготовке материалов для возможности закрепить изделие.

Горизонтальный фрезерный станок

Изделия разрабатываются по горизонтали. Шпиндели расположены по отношению к полу горизонтально. На торце и цилиндре есть фрезы.

Копировальный фрезерный станок

Созданы для нанесения рисунков, узоров, прочих художественных изысканий на объект обработки. Точность работы такого аппарата обеспечивается надёжным креплением изделия вакуумным методом.

С встроенными приборами ЧПУ

Станки с встроенными электроприборами, определяющих весь порядок работ. Отличаются повышенной точностью, скоростью и качеством выполняемой работы.

ЧПУ фрезерный станок по металлу своими руками

Чпу фрезерный станок по металлу своими руками

Станок ЧПУ технологически является более сложным, чем мини-фрезер, инструментом, состоящим из следующих комплектующих:

Шарико-винтовая передача

Она используется для изменения вращательных движений в возвратно-поступательные и наоборот.

Вертикальные, поперечные и продольные направляющие.

Они предназначены для приведения в движение портала со шпинделем по вертикали, рабочего стола вправо-влево и передвижения его по станине.

Основание для крепления всей оснастки.
Шпиндель, в котором закрепляется фреза для обработки металлических изделий.
Рабочая поверхность (стол)
Охлаждающая система для фрезы и шпиндельного узла.

ЧПУ-фрезер работает с помощью программного обеспечения, установленного на компьютер. В программе создается будущее изделие, рассчитывается в специальные коды, распознаваемые контроллером. Затем команда поступает к шаговым двигателям, которые перемещают шпиндель или фрезер в соответствии с контурами заготовки. Сам станок собирается по следующим этапам:

Первым этапом сборки чпу фрезера является сборка электропривода и станины, на которой будут располагаться комплектующие и сам станок. Она должна иметь прочную и жесткую конструкцию, располагаться на ровной поверхности. Мощность электропривода станка с чпу должна составлять 1-2 квт. В его роли можно использовать стационарный электромотор или электропривод из любого мощного ручного инструмента с большим количеством оборотов.
Устанавливается фрезеровочная консоль, колонны, все направляющие и шаговые двигатели. На этом этапе необходимо следить за тем, чтобы скольжение по направляющим производилось плавно и гладко. Кроме того, на этом этапе сборки чпу фрезера проверяется надежность крепления всех механизмов и их работоспособность. Название и точное количество необходимых элементов необходимо смотреть в точной инструкции и чертежах.
На заключительном этапе проверяется работоспособность всего станка в целом перед установкой программного обеспечения.
Элементы контроллера подсоединяются друг к другу в соответствии со схемой, подключаются к компьютеру, на котором установлено программное обеспечение и все необходимые драйверы. Когда программное обеспечение будет установлено, необходимо загрузить нужные эскизы деталей. После этого выбирается нужный материал, устанавливаемый на рабочую поверхность, а также тип фрезы для этого материала.

Работа на оборудовании должна производиться только после ознакомления с правилами техники безопасности. Это касается как чпу фрезера, так и мини-агрегата. Во-первых, необходимо использовать средства защиты глаз и открытых частей тела от попадания металлической стружки. Во-вторых, нужно следить за тем, чтобы фрезерный узел не перегревался, иначе он может разлететься на куски, причинив вред здоровью. В-третьих, вся электроника и сеть должны иметь заземление, а электрическая сеть должна быть защищена от возникновения короткого замыкания.

Устройство и принцип работы

Самодельные фрезерные станки по металлу, как и профессиональные промышленные машины, представляют собой ряд ключевых элементов, которые соединяются крепежом, проводами. К ним относятся:

Основание — литая станина, которая удерживает остальные детали станка, гасит вибрации работающего электромотора. Основание должно быть устойчивым.
Направляющие с консолью. По ним передвигается рабочий элемент с закреплённой оснасткой. Зависимо от разновидности конструкции, фреза может передвигаться вертикально, горизонтально или по нескольким плоскостям.
Шпиндель с патроном. Передаёт вращательное усилие на фрезу.
Электродвигатель с системой подключения к сети.
Рабочий стол. Усовершенствованные модели оборудуются механизмами изменения положения рабочей поверхности. Может дополняться тисками для удержания заготовок.
Панель управления.

Устройство фрезерного станка может изменяться зависимо от дополнительных функций, возможностей, но ключевые элементы остаются неизменными.

Конструкция и принцип действия оборудования

Если посмотреть на чертеж профессионального станка фрезерной группы, то можно заметить, что его конструкция включает в себя множество разнообразных механизмов и узлов. Настольный домашний станок, в отличие от серийного, имеет более простую конструкцию, состоящую из ограниченного набора обязательных элементов. Несмотря на простоту системы, самодельный станок фрезерной группы является достаточно функциональным устройством и позволяет успешно решать множество задач, связанных с обработкой заготовок из металла и древесины.

Один из вариантов самодельного фрезерного станка. Недостаток в недостаточно проработанном креплении дрели, однако отсюда можно позаимствовать конструкцию станины

Основой любого такого станка является станина, которая должна быть жесткой и надежной, чтобы обладать способностью выдерживать необходимые нагрузки. Следующим важным элементом самодельного станка фрезерной группы является привод, вращение от которого будет передаваться на рабочий инструмент. В качестве такого привода можно использовать ручную дрель или отдельный электродвигатель, обладающий достаточно высокой мощностью.

Для размещения и фиксации заготовок, которые будут обрабатываться на таком оборудовании, в его конструкции обязательно должен быть предусмотрен рабочий стол с элементами крепления для обрабатываемых деталей. Обработка и на профессиональном, и на домашнем фрезерном оборудовании осуществляется при помощи специального инструмента — фрезы, имеющей остро заточенную рабочую часть.

Крупный станок с мощным электродвигателем

При изготовлении мини-станка для дома не стоит экономить на комплектующих. Они должны быть только высокого качества, так как это напрямую влияет на надежность и производительность вашего оборудования.

Технические характеристики, которые приобретет ваш домашний настольный станок, будут зависеть от ряда параметров. К ним относятся размеры рабочего стола, а также допустимый вес и габариты заготовок, которые на нем будут размещаться. Важным фактором, влияющим на производительность и мощность оборудования, является мощность установленного на нем привода и максимальное число оборотов, которое он сможет обеспечить.

Еще один вариант самодельного фрезерного станка

Основные разновидности самодельных агрегатов по дереву

Фрезерные станки характеризуются несколькими параметрами. Основные из них при выборе модели для работы: мощность и размер стола. Оборудование условно делится на виды по объему производимых изделий:

профессиональные, устанавливаются в цехах массового выпуска изделий;
бытовые напольные для небольших производств и домашних мастерских;
настольное оборудование.

Станки управляются механически, вручную и работают по заданной программе.

По количеству операций различают модели:

стандартные;
универсальные;
копировальные;
граверные;
узкоспециализированные;
с числовым управлением.

По конструкции и видам выполняемых работ фрезерные станки по дереву изготавливают самостоятельно:

горизонтальный;
вертикальный;
2D – плоскокопировальный;
3D – объемнокопировальный;
С ЧПУ.

На плоскопировальный станок можно установить пантограф, который будет изменять размер детали относительно образца в заданное количество раз.

Нужные материалы для сборки

Понятно, что вы не сможете сделать лазерный гравер, не имея нужных деталей, поэтому я составил спецификацию с почти всем необходимым для его изготовления. Практически все детали куплены на Aliexpress, потому что это дешево, и есть бесплатная доставка для большинства товаров. Другие детали, такие как обработанные стержни и листы МДФ (можно сделать из фанеры), были куплены в местном строительном магазине. Лазер и драйвер лазера были заказаны на ebay. Я попытался найти самые низкие цены для всех деталей (не включая доставку).

Было потрачено много времени, прежде чем я пришел к этому дизайну. Сначала я сделал несколько других, но именно этот был действительно самым красивым из всех остальных. Первым делом я нарисовал все детали в графическом редакторе и распечатал их в натуральном размере. Весь гравер я собираю из листов МДФ толщиной 18 мм и 12 мм. Выбор пал на этот дизайн также потому что можно было легко прикрепить ось Z и инструмент, превратив наш станок в фрезерный.

Подготовка к изготовлению фрезерного станка

Планируя изготовление своими руками фрезера по дереву, стоит исходить из основного принципа. Лучше сразу установить режущую насадку станка так, чтобы она могла обрабатывать деревянные заготовки не только по прямым контурам, но также по кривым. Это понадобится для фигурной заточки кромок и выборки сложных пазов. Тип фрезера зависит от решаемых задач.

Для фигурной резки подойдёт ручной фрезерный станок с подвижной фрезой, которая крепится в шпиндель, закреплённый на валу. Движение фрезы обеспечивает мотор, помещённый в корпус.
Фрезерный станок погружного типа используются для вытачивания отверстий требуемой глубины.

Погружной фрезер

Стационарный фрезеровальный станок позволит получить более сложную выемку и узор на деревянной заготовке. К тому же, экономится время на работу, в сравнении с ручными инструментами.

Пошаговая инструкция

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

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
Следующий шаг — заказ комплектующих;
После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
Монтаж шпинделя;
Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2012 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
Настройка станка или так называемая «пуско наладка».

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии

Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

По высоте машины как на видео;
По осям Х и У.

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Монтаж шпинделя

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