Как сделать своими руками фрезерный станок: как сделать самодельный стационарный фрезер по дереву
Фрезерный станок по металлу своими руками (47 фото)
Фрезерный станок по металлу изготовленный своими руками, подробный фото отчёт по изготовлению самоделки.
Всем доброго времени суток! Хочу показать процесс изготовления своего самодельного фрезера.
И так: после изучения тем по постройке самодельных фрезеров я покопался под верстаком и извлек на свет — две малых продольных подачи — назовем их каретками, две поперечных подачи без ответных ластохвостов (т.е. только верхние части), двух координатный столик от сверлилки 2м112, и обрезки швеллера шириной 140 мм, в качестве шпинделя я хотел сначала использовать вот такую дрель:
Заменил подшипники с шариковых на конусные роликовые, но никак не решался вопрос по креплению цанг- шомпол не воткнеш а гайку накидную резать — опыту маловато, да и смотрелся бы такой фрезер как откровенная халтура, короче шпиндель пока в сторону, а займемся станиной.
Взял куски швеллера, два одинаковых сварил вместе, разметил и просверлил отверстия под резьбу М 10 для крепления кареток и двух-координатного столика.
Нарезал резьбу закрутил болты и навернул гайки по три- четыре штуки, удлиненных не нашел, те гайки которые оказались близко с полкой швеллера обточил на конус (только самые нижние) иначе болты стало выворачивать, гайки обварил, вот что получилось:
Также сделал желобок для сбора СОЖ, как на заводских станинах из уголка 25 х 25 мм, а чтобы этот желобок не висел в воздухе, а также чтобы приподнять станину от поверхности стола, чтобы бетон залился выше образовавшихся перегородок — эти уголки обварил еще полосой 25 х 4 мм:
Стойку приварил к станине только передним краем, а затем два раза обнял полосой сзади, косынками заварил плечики станины, но когда все остыло померил угольником, а прямого угла нету — стойка немного отвалилась назад:
Затем, прогнал метчиком резьбы — ох и тяжко болты выкручивались после сварки — вкрутил свежие болты, замазал пластилином торцы гаек чтобы бетоном болты не прихватило и металлом 2 мм заварил заднюю стенку стойки:
Залил бетон (1 к 2 — цемент М500, песок и щебень гранитный, где то около ведра).
Примерил навесное оборудование.
Дальше занялся поворотной площадкой для шпинделя — попался в руки фланец не знаю от чего — проточил внутреннее отверстие для посадки на «пенёк» от резцедержки на каретке. Сам пенек, я отпилил болгаркой по высоте фланца, родной болт обрезал по длине и нарезал резьбу м20*1,5, выточил гайку толщиной 8 мм, а так как все сделано в потай, грани не нарежешь, то насверлил отверстий под ключ от болгарки:
Теперь шпиндель, есть у меня такой патрон с км4: и набор цанг к нему. Долго я боялся его трогать, но решился, первым делом обрезал гайку, уж больно здоровенная была. Потом зажал в токарный, балванку, проточил под диаметр цанги на 18 и зажал ее не вынимая из станка этим патроном — проверил на малых оборотах — биения нет -подпер конусом и снял лишнюю теперь уже резьбу и заодно проточил это место под посадку Ф40 мм подшипника №208-конусного а предыдущую посадку ф30 мм под 206, получилось довольно точно:
Но нет материала, чтобы выточить корпус и поэтому откладываем его в сторону, а вынимаем то что есть: несколько корпусов подшипников, вал с КМ2 от такой же дрели как в начале темы, вот теперь попрошу не бить ногами, вал изначально был коротковат и я его удлинил — напрессовал кусок полдюймовой трубы, обварил, проточил новую посадку и под резьбу которую и нарезал еще просверлил отверстие под шомпол так как окошко окажется внутри шпинделя да и цанги держать надо чтоб не вываливались.
Но цанги то, не под шомпол и мне их стало жалко сверлить, нарезать, и я просто нарезал резьбу на валу.
Токарь я, начинающий, станком резать не умею, а такого диаметра лерка попалась тока 3/4 дюйма, ну и что, зато гайка прекрасно подошла от металлопластиковой фасонины.
Теперь о шпинделе вкратце — два корпуса причем в нижний влезли сразу два подшипника -шариковый и роликовый конический между ними кусок трубы и сварка.
Перед тем, как варить все в сборе с подшипниками стянул гайкой и чтобы легко крутилось и в процессе сварки короткими прихватками с промежуточным окунанием в воду, результат — крутится, не скажу, что свободно но в общем легко — все таки три подшипника, дальше фотки без писанины:
В результате, получился вот такой шпиндель, далее сверление нарезание, обкатка:
Может, кто то, скажет — жесткости мало — скажите где? Металл 8 мм, еще будут скептики, что рабочий конец фрезы уходит за габариты столика — сразу опережаю отвечаю — на шпинделе просверлены лишние отверстия также и во флянце т.
е. шпиндель ставится выше открывая гайку центральную для именно работы под углом, а это обычное положение и еще столик этот временный только для настройки станка а в перспективе стол будет этот:
Достался мне вот такой, электродвигатель на 340 ватт, 12 вольт. На валу была муфточка резиновая с шлицевой посадкой, а так как шкив с шлицами я изготовить пока не могу, то решил оставить эту муфту и применить плоский ремень.
Чтобы он не сваливался, просверлил в валу отверстие и нарезал резьбу м5, дальше из обрезков швеллера сделал два кронштейна — один для крепления этого мотора другой для натяжения ремня, на шпиндель выточил шкив из остатков д16т и нарезал в нем резьбу, чтоб не заморачиваться со шпонкой, и законтрогаил это все, еще приварил пенек и кронштейник с боку:
В общем, получился самодельный фрезерный станок своими руками. Осталось поставить трансформатор, выпрямитель и регулятор оборотов, все это закреплю сзади на стойке в коробке. Регулятор попробую использовать от шуруповерта тока микруху вынесу на стойку вместо радиатора и к кнопке надо приделать винт чтоб вращением регулировать или заменить обычным резистором или выкинуть пружинку из кнопки.
Боялся что ремень будет слетать — нет как вкопанный даже не ёрзает по шкиву и не буксует, вот фото долгожданной стружки:
Автор самоделки: Андрей Борисович. г. Волгоград.
сборка самодельного фрезерного станка по металлу
Если задаться целью и собрать фрезерный станок своими руками, то можно получить в свое распоряжение эффективное устройство, позволяющее выполнять множество технологических операций по металлу и другим материалам. Серийные модели такого оборудования давно и хорошо известны, они активно используются на большинстве производственных предприятий, работающих в различных отраслях промышленности. Отличает такие станки широкий функционал, позволяющий обрабатывать с их помощью заготовки из металла, древесины и ряда других материалов.
Пример фрезерного станка, сделанного своими руками
Зная обо всех преимуществах подобного устройства, многие домашние мастера задаются вопросом, как сделать фрезерный станок, используя доступные и недорогие комплектующие.
Следует сразу сказать, что изготовить такой станок возможно, более того, можно дополнительно наделить его функциями, которые присущи не только фрезерному, но и токарному оборудованию.
Наиболее простым в исполнении является фрезерный станок вертикального типа. Собрать его можно на основе ручной дрели, затратив на это совсем немного времени и сил. Для того чтобы своими руками сделать более функциональный фрезерный мини-станок для своей домашней мастерской, вы должны найти другие комплектующие и располагать большим количеством времени, но и такая задача вполне решаема.
Собираясь своими руками изготовить фрезерный станок по металлу и дереву, очень важно обратить внимание на то, что работать устройство должно по такому же принципу, что и серийное оборудование. Чтобы соблюсти это важное требование, можно ознакомиться с чертежами серийного оборудования и посмотреть видео процесса работы заводского станка.
Фрезерные столы нередко называют фрезерными станками, однако их конструкции принципиально разнятся
Часто фрезерным станком называют фрезерный стол.
Его устройство мы рассмотрим в конце данной статьи. Но изготовлению самодельного фрезерного стола посвящена отдельная подробная статья, найти которую можно, перейдя по ссылке ниже.
Его устройство мы рассмотрим в конце данной статьи. Но изготовлению самодельного фрезерного стола посвящена отдельная подробная статья, найти которую можно, перейдя по ссылке ниже.Более подробно здесь: Фрезерный стол своими руками
Задачи фрезерного оборудования
У тех, кто часто работает в своей домашней мастерской, нередко возникает необходимость обработки различных изделий, изготовленных из древесины и металла. Не все операции с такими изделиями можно выполнить, располагая лишь ручными инструментами, часто для этого требуется специальное оборудование. Конечно, можно обратиться в мастерскую, но за оказанные ею услуги потребуется заплатить.
Именно в таких ситуациях и может выручить домашний фрезерный станок, собрать который вполне по силам каждому человеку, умеющему работать руками. Став обладателем подобного оборудования, можно будет выполнять на нем обработку заготовок как из металла, так и из древесины. В зависимости от наличия в вашем распоряжении тех или иных комплектующих, можно изготовить как простейший самодельный фрезерный станок по металлу, так и более сложное устройство, относящееся уже к токарно-фрезерной категории.
Компактный фрезерный мини-станок, сделанный в домашних условиях
Как было сказано выше, простейший мини-станок собирается на основе обычной дрели. Принцип работы такого оборудования аналогичен функционированию серийных станков подобного типа. Несмотря на то, что функциональные возможности мини-станка, изготовленного на основе дрели, несколько скромнее, чем у более сложного самодельного оборудования, и такому устройству в любой домашней мастерской всегда найдется применение.
Для того чтобы своими руками сделать более функциональный и сложный настольный станок, потребуется мощный электродвигатель, а также еще целый перечень специфических комплектующих. Такой станок, собранный по всем правилам, позволит вам в условиях дома выполнять достаточно сложные технологические операции: вырезать из металла и древесины изделия сложной конфигурации, обрабатывать криволинейные поверхности, выбирать пазы, фальцы, шлицы, а также многое другое.
Прежде чем своими руками делать фрезерный станок, следует изучить принцип работы серийного оборудования, посмотреть видео его функционирования, составить чертеж, подготовить обязательные комплектующие и инструменты, которые понадобятся для сборки вашего домашнего станка.
Назначение деревообрабатывающих станков
Используемые сегодня агрегаты для обработки дерева могут иметь различное назначение. Это может быть как узкоспециализированное оборудование, выполняющее одну или несколько операций, так и универсальные станки, которые путем смены рабочей головки и насадки могут выполнять множество различных работ по обработке, сверлению и шлифовке древесины.
Большинство используемых сегодня фрезеровальных станков для дерева являются многофункциональными, что позволяет упростить работу с таким оборудованием и экономит свободное место в мастерской. Буквально несколько манипуляций со станиной агрегата позволяет с легкостью перепрофилировать такой станок для выполнения на нём различных операций и работы с различным материалом.
Фрезерные станки имеют соответствующий режущий рабочий инструмент и головку, которая отвечает за перемещение используемого инструмента. Привод такой головки осуществляется от электромотора, при этом имеется возможность регулировки скорости вращения шпинделя, что в свою очередь позволяет работать с различными материалами и обрабатывать древесину, отличающуюся своими показателями плотности и прочности.
Применение фрезерных станков
Современные фрезерные агрегаты отличаются универсальностью использования, что позволяет осуществлять на них разнообразную обработку древесины, включая изготовление деталей с простой круглой формой. Такое оборудование широко используется в деревообработке при изготовлении мебели и выполнении следующих операций:
- Создание углублений и глубины заданной формы.
- Выемка пазов.
- Сверления.
- Снятия четверти.
Особенности конструкции таких агрегатов позволяют существенно упростить работу с древесиной, поэтому даже на станке, изготовленном своими руками, можно с легкостью выполнять качественное фрезерование. На сегодняшний день существуют многочисленные разновидности таких фрезеровальных станков, наибольшее распространение из которых получило плоскошлифовальное оборудование. Плоскошлифовальный фрезер можно с легкостью изготовить своими руками, такие установки отличаются мощностью, функциональностью, и при необходимости их с легкостью можно модернизировать, расширив возможности по их использованию.
Самодельный фрезерный станок: вариант №1
Самодельный станок и этапы его изготовления на фото ниже
Основание
Детали стойки и держатель шпинделя
Вертикальная направляющая (салазки резцедержателя токарного станка)
Вертикальная направляющая (вид сзади)
Соединение основания со стойкой
Соединение основания со стойкой (вид сзади)
Крепим вертикальную направляющую к стойке
Координатный стол G5757 «Прома» установлен на основании
Ходовой винт координатного стола
Площадка для крепления шпинделя (выбрана фрезером)
Основание со стойкой, направляющей и столиком
Пара гирь от рычажных весов обеспечила вылет шпинделя
Тиски
Крепление двигателя
Крепление двигателя (вид сбоку)
Приводной ремень
Самодельный фрезерный станок: вариант №2
Самодельный станок под дрель или ручной фрезер с самостоятельно изготовленными механизмами подачи фрезы и перемещения рабочего стола.
Ниже на видео этапы изготовления с разбором ключевых элементов. А именно: сборка стойки, конструкция каретки вертикальной стойки, привод рабочего стола станка.
Неплохой функционал и довольно простая конструкция
Автор объясняет процесс изготовления стойки для дрели, которая впоследствии станет фрезерным станком.
Разбор создания системы подачи фрезы, а также крепления фрезера (или дрели) к стойке станка с возможностью смены инструмента.
Разбор привода координатного стола для обеспечения возможности перемещения заготовки относительно фрезы.
Фрезер по металлу своими руками: вариант №2
При необходимости формирования отверстий или выемок небольшой глубины рекомендуется использовать другую схему изготовления. Конструктивно станок будет схож с гравировочным. Разница – увеличение мощности фрезерной головки.
Конструкция будет состоять из неподвижной рамы, выполняющей функцию рабочего стола.
На боковых направляющих устанавливается подвижная каретка. Рекомендуется использовать заводской фрезер. В месте его монтажа необходимо предусмотреть механизм поднятия/опускания.
Специфика самостоятельного изготовления:
- размер и конструкция рабочего стола и каретки зависят от максимальных габаритов заготовки;
- основание для станка лучше всего приобрести заводское;
- применять шаговые двигатели;
- обязательно наличие ЧПУ для автоматизации работы.
С помощью этого фрезерного станка можно выполнять художественную обработку металла, делать сложные по форме канавки и отверстия. Недостатком является максимальная глубина обработки – до 1,2 мм.
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
Виды агрегата
Существует немало видов фрезеровального оборудования, каждый из которых имеет свои отличительные черты конструкции и предназначение.
Условно устройства можно подразделить на несколько типов.
Станок с числовым программным устройством
Конструкция этого вида устройства имеет встроенный микропроцессор с определенным объемом оперативной памяти и операционной системой. Благодаря этому его можно запрограммировать на выполнение определенной последовательности операций, настроить функции устройства.
Преимущество работы станка с ЧПУ заключается в следующем:
- способен выполнять одновременно несколько типов операций;
- позволяет экономить затраты на оплату трудовых ресурсов и организацию производственного процесса;
- повышение уровня производительности труда;
- сокращение времени, необходимого на выполнение поставленной задачи.
Для работы с этим видом устройства для фрезеровки необходимо обладать специальными навыками и знаниями.
Рама фрезерного станка с ЧПУ [Полное руководство по сборке]
[ Запчасти для фрезерного станка с ЧПУ Начало ]
Рама фрезерного станка с ЧПУ поддерживает станок и обеспечивает жесткость для сопротивления силам резания.
Как правило, это база с разъемной колонной. Вот несколько различных рам, чтобы дать представление:
Рама фрезерного станка Tormach
Джон Гримсмо принимает поставку на своем Tormach PCNC 1100… база. Основание более светлое. Под ней подставка.
Полноразмерная рама Hurco VMC
Для сравнения, вот полноразмерная рама VMC:
Он мало чем отличается от Tormach, просто он значительно мощнее. У нас все еще есть L-образная форма с колонной, прикрепленной болтами к основанию.
Что насчет коленных мельниц?
Практически каждый машинист знает о коленных фрезах. Знаменитая мельница Бриджпорта является неотъемлемой частью многих магазинов.
Была эпоха, когда правили CNC Knee Mills, но она прошла. Две конструкции рамы, показанные выше, похожи, и это не коленные мельницы. Вместо этого они называются «Bed Mills». Чтобы узнать больше о том, почему коленные фрезы менее подходят для ЧПУ (хотя вы все еще можете купить множество новых коленных фрез с ЧПУ), прочитайте нашу статью о коленных фрезах Bridgeport.
Материалы для рам фрезерных станков с ЧПУ
Рамы станков с ЧПУ своими руками чаще всего изготавливаются из чугуна. Другие возможности включают алюминий или сварные конструкции с эпоксидно-гранитной заливкой.
Два ключевых параметра рамы машины:
- Жесткость или жесткость: рама должна сопротивляться деформации при воздействии на нее режущих и других сил.
- Демпфирование: рама должна быстро гасить любые вибрации, чтобы не было вибрации или, по крайней мере, плохого качества поверхности при работе машины.
Чугун обладает отличной амортизацией и жесткостью. Сталь, с другой стороны, довольно жесткая, но ее демпфирование плохое, поэтому она используется редко. Исключением будет случай, когда есть какой-то другой механизм демпфирования, кроме самой массы и материала. Прекрасным примером могут служить стальные сварные детали, заполненные эпоксидной смолой.
Эпоксидный гранит представляет собой смесь эпоксидной смолы и камней различного размера, от песка до мелкой гальки.
Вот эскиз, который я сделал для возможной сварной стальной рамы и эпоксидно-гранитной рамы для фрезерного станка с ЧПУ:
Сварная сталь и стол с эпоксидно-гранитным заполнением…
поговорим об алюминиевых профилях, таких как профиль 8020, а также об алюминиевых пластинах. Он более предпочтителен, чем сталь, с точки зрения демпфирования, а также обладает желательным свойством, заключающимся в том, что его не нужно снимать с напряжения. Сталь и чугун имеют внутренние напряжения, которые могут привести к деформации материала при механической обработке. С алюминием таких проблем не будет.
Основание фрезерного станка RF-45 заполнено эпоксидно-гранитным материалом для демпфирования…
Эпоксидно-гранитные заливки очаровательны.
Я сделал заливку на своем оригинальном фрезерном станке с ЧПУ RF-45, и это заметно улучшило производительность. Подробнее о том, как это сделать, читайте в моей статье об эпоксидно-гранитных заливках.
Влияние рамы на производительность станка
Жесткость и демпфирование важны для работы с ЧПУ. Если рама станка слишком сильно изгибается при приложении усилий резания, это вызывает много проблем:
- Низкая стойкость инструмента (аналогично отклонению инструмента)
- Низкая точность: трудно выполнить точную резку, когда резак перемещается от того места, где он должен быть.
- Плохая отделка поверхности
На фотографиях выше вы можете увидеть, насколько мощными являются промышленные рамы VMC. Самодельные рамы почти никогда не достигают таких уровней жесткости и демпфирования, так насколько хорошо работают эти машины?
Оказывается, мы можем смоделировать их производительность, взглянув на массу рамы в сравнении с рабочим объемом машины и мощностью шпинделя.
Рабочая зона — это общий объем, который может достичь резак. Относительно легкая рама может быть чрезвычайно точной, если ей приходится иметь дело только с небольшой рабочей зоной. В качестве альтернативы, если мощность шпинделя достаточно низкая, он не сможет так сильно искажать кадр. Эти переменные компенсируются.
Вот очаровательный маленький станок, который не стоил много денег и очень точен:
У меня есть целая статья об этом, и если все, что вас интересует, это гравировка бродяг по пятицентовым монетам, это будет много веселья. С другой стороны, большинству из нас нужен больший объем работы для наших проектов.
Так в чем компромисс?
Я провел следующий анализ зависимости мощности шпинделя от веса машины коммерческих VMC:
После дальнейших исследований я смог разработать функцию для нашего калькулятора G-Wizard, которая автоматически снижает мощность вашего шпинделя (при необходимости) до максимум, который может выдержать рама вашей машины, и при этом оставаться на нижнем уровне жесткости VMC.
Это довольно гладко и было особенно полезно для людей с машинами, у которых есть проблемы с жесткостью. У меня были клиенты, которые говорили мне, что их машины в основном превратились из безумно непоследовательных в ручные, чтобы внезапно стать простыми в использовании.
Калькулятор также может оказаться полезным для определения того, сколько рамы вам нужно, или, наоборот, насколько мощный шпиндель вы можете установить на раму, прежде чем он станет слишком большим.
Источники для самодельных станков с ЧПУ
Самодельному станку с ЧПУ сложно построить с нуля жесткую и хорошо демпфированную раму. Подумай об этом. Вы в состоянии создавать тяжелые чугунные рамы? Есть ли у вас доступ к литейному цеху, где можно разлить расплавленный чугун? Можете ли вы весить год или около того, пока ваши кастинги приносят сезон и снимают внутреннее напряжение?
Большинство скажут, что не могут с этим справиться. Это оставляет несколько других доступных подходов — они могут попробовать технику изготовления, которая будет работать, или они могут разобрать раму донорского ручного фрезерного станка.
Последний, безусловно, является наиболее распространенным подходом, хотя мы видим, что люди используют алюминий. Я еще не видел, чтобы кто-то попробовал сварку стали и эпоксидно-гранитный подход, но лично я думаю, что это тот, кто, скорее всего, создаст высокопроизводительный станок с ЧПУ с нуля.
Создание такой рамы немного выходит за рамки нашей компетенции, поэтому давайте вместо этого сосредоточимся на донорах ручных фрезерных станков. Обратите внимание, что это совсем другая история для фрезерных станков с ЧПУ и плазменных столов. Их рамы почти изготовлены ЧПУ DIY. Мы поговорим об этих методах в другой статье, а сейчас просто учтите, что эти подходы обычно просто недостаточно хороши для приличного фрезерного станка с ЧПУ.
Ручной фрезерный станок Доноры
Вероятно, кто-то где-то переоборудовал все распространенные виды ручного фрезерования в ЧПУ. Если у вас уже есть ручная мельница, выйдите и погуглите, чтобы найти идеи от других о том, как ее преобразовать.
Но если вы еще не получили его, просто знайте, что они не все равны. Есть плюсы и минусы, которые следует учитывать. Хорошей новостью является то, что у меня есть полная статья о том, как выбрать лучшую донорскую мельницу для вашего проекта с ЧПУ. Обязательно проверьте это!
Является ли ручная обработка быстрее, чем ЧПУ для простых деталей?
Время для фрезерного станка?
В типичной домашней мастерской вы покупаете слесарные тиски, несколько ручных инструментов и, возможно, шлифовальный станок. После того, как вы купите маленькое сверло, наступит большой шаг — покупка токарного станка.
По пути вы приобретаете больше мелких инструментов, сверл, токарных инструментов и т. д. Вы делаете много полезных предметов и производите немало лома.
Но затем вы обнаружите, что прекрасные детали, которые вы обрабатываете на токарном станке, требуют других функций, особенно отверстий, расположенных более точно, чем вы можете разметить и просверлить на сверле.
Как бы вы ни умели обращаться с напильником, эта плоская часть, необходимая на валу, действительно нуждается в механической обработке. И как ты собираешься сделать прорезь для этого паза?
Питер Вудфорд
Фотографии: Джефф Осборн Револьверно-фрезерный станок с вертикальным обрабатывающим центром (VMC). Обратите внимание на вертикальный блок (ярко-зеленая секция), встроенный в стойку, чтобы получить большую высоту по оси Z. Высота от станины до шпинделя 440 мм теперь включает в себя 100-мм стояк.
В обычной домашней мастерской вы покупаете слесарные тиски, несколько ручных инструментов и, возможно, шлифовальный станок. После того, как вы купите маленькое сверло, наступит большой шаг — покупка токарного станка.
По пути вы приобретаете больше мелких инструментов, сверл, токарных инструментов и т. д. Вы делаете много полезных предметов и производите немало лома.
Но затем вы обнаружите, что прекрасные детали, которые вы вытачиваете на токарном станке, требуют других функций, особенно отверстий, расположенных более точно, чем вы можете разметить и просверлить на столбовой дрели. Как бы вы ни умели обращаться с напильником, эта плоская часть, необходимая на валу, действительно нуждается в механической обработке. И как ты собираешься сделать прорезь для этого паза?
«Итак, раз уж вы решили купить вертикально-фрезерный станок, новый или подержанный, на что вам следует обратить внимание?»
Пит Вудфорд показывает рычаг пера, опускающий шпиндель к столу. Фрезерный станок
Теперь требуется еще один шаг вперед — фрезерный станок. Благодаря этому вы сможете точно вырезать отверстия, станочные плоскости, машинные пазы, машинные углы, прямые края и, возможно, запустить ту модель паровоза, которую вы себе обещали.
Этот скачок часто кажется очень пугающим, и на самом деле это может быть частично из-за различных типов фрезерных станков.
Все центральные токарные станки в основном имеют одинаковую компоновку и различаются только размерами. Основная конфигурация фрезерных станков делится на две основные группы: горизонтальные и вертикальные (в зависимости от того, как установлен шпиндель станка), а некоторые — и те, и другие.
Размер
Что бы вы ни планировали сделать, не забывайте, что когда друзья узнают о вашей покупке, у них всегда найдутся запчасти для автомобилей и лодок для ремонта или модификации. Итак, если вы не собираетесь заниматься часовым делом, вам может понадобиться машина, достаточно большая, чтобы справиться с некоторыми типичными размерами деталей автомобилей или лодок. Независимо от того, какой размер машины вы покупаете, вы можете быть уверены, что первая работа, которую вам попросят выполнить, будет слишком большой для вашей новой покупки.
Но если у вас нет много места и денег, не увлекайтесь размером. Когда у вас обычно небольшая работа, очень большая машина может быть очень неудобной в использовании. Рабочая площадь фрезерного станка также, как правило, больше, чем его базовый размер, поэтому не забывайте, когда вы планируете место для станка в мастерской, вам необходимо предусмотреть место для движения стола и возможность нависания заготовки над столом.
«Когда у вас обычно небольшая работа, очень большая машина может быть очень неудобной в использовании»
Важнейшие оси движения фрезерного станка Электропитание
У вас есть однофазное или трехфазное питание? Одна фаза упрощает задачу, так как вы можете подключиться и работать. Но проверьте требуемый ток, так как источник питания на 10 ампер может не подойти, и вам может потребоваться обновить проводку. Если у вас есть трехфазный, это откроет ваши возможности с возможностью использования бывшего промышленного оборудования.
Это очень полезно в некоторых процессах, например, при реверсировании шпинделя для отвода метчика, если вы нарезали метчик под напряжением. Преобразование бывшего промышленного оборудования в однофазные двигатели не всегда возможно из-за нехватки места, поскольку однофазные двигатели обычно больше, чем их трехфазные эквиваленты. Но использование однофазного преобразователя в трехфазное может быть вариантом, поскольку большинство небольших машин, как правило, однофазные. Если вы покупаете новый, вы можете выбрать однофазный или трехфазный.
Новые или бывшие в употреблении?
Хорошо ли бывшая в употреблении мельница в Бриджпорте по такой цене так же хороша, как новая импортная машина с гарантией?
При выборе станка, нового или бывшего в употреблении, найдите дружелюбного инструментальщика, фрезеровщика или инженера по моделированию, который поможет вам оценить пригодность вашей будущей покупки. Фрезерование паза Размер оси — коэффициент Z
Ось перемещения в продольном направлении (X), вбок (Y) и вверх-вниз (Z) — размеры X Y Z — будут указаны как грузоподъемность машины. Чтобы преодолеть ограничения, связанные с перемещением оси X в плоскости в одном направлении и перемещением оси Y в плоскости под прямым углом, всегда можно изменить положение заготовки на столе и сверлить или обрабатывать в несколько операций. Немного неудобно, но возможно.
Но с осью Z не забывайте, что вы должны учитывать общую высоту держателя инструмента или сверлильного патрона, а также инструмент, удерживаемый над столом. Это может значительно уменьшить максимальную высоту компонента, который можно сверлить или обрабатывать, на столе. При покупке фрезерного станка обратите особое внимание на размер оси Z.
Возможно, вы могли бы увеличить высоту по оси Z, установив подступенок в стойку, но это возможно не для всех конструкций машин.
Я вставил в свой станок вертикальный блок (см. ярко-зеленую секцию), который представляет собой фрезерный станок Warco со станиной 760×180 мм и максимальным перемещением оси:
X – 560 мм;
Y – 200 мм; и
Z — 440 мм, от станины до шпинделя, включая добавленный блок стояка 100 мм.
«Конус Морзе широко используется на небольших станках и фрезерных/сверлильных станках, особенно в Новой Зеландии, и подходит для сверления»
Производители указывают максимальную вместимость оси X Y Z. Типы конуса шпинделя
Конус шпинделя — это способ удержания держателя инструмента в станке, при этом шпиндель обычно удерживается на месте дышлом. Существует несколько распространенных типов конусности шпинделя.
Конус Морзе широко используется на небольших станках и фрезах/сверлах, особенно в Новой Зеландии, и подходит для сверления.
Но этот тип удерживающего конуса не является предпочтительным для фрезерования. Конус Морзе не рассчитан на боковую нагрузку, возникающую при фрезеровании.
Конус R8 также является распространенным конусом, используемым на станках малого и среднего размера, он относительно дешев и разработан с учетом фрезерной обработки. Его преимущество заключается в том, что инструмент удерживается очень близко к носику шпинделя, что увеличивает жесткость и экономит важную высоту по оси Z.
Конусы серий 30, 40 и 50 являются наиболее распространенными стандартными конусами. Чем больше число, тем больше держатель, поэтому вы, скорее всего, найдете конусы серии 30 или 40 в станках малого/среднего размера. Очень маленькие станки могут иметь другие, менее распространенные конусы шпинделя.
Эти конусы серий R8, 30 и 40 предпочтительны для фрезерования. Все конусы R8 имеют общую резьбу дышла — 7/16 UNF — но конусы серий 30 и 40 различаются, поскольку типы ручных станков и станков с ЧПУ имеют разные резьбы дышла.
Тщательно проверяйте, так как различия не сразу бросаются в глаза неопытному глазу.
Перо
Большинство вертикально-фрезерных станков размера, подходящего для домашнего инженера, имеют пинольный шпиндель, идеально подходящий для сверления отверстий, растачивания отверстий и помощи в установке заготовки. Эта пиноль приводится в действие рычагом, приводящим в движение зубчатую рейку. У него может быть опция точной подачи с помощью колеса с ручным вращением, а иногда он приводится в движение шестерней от шпинделя.
Инструменты
Набор необходимых инструментов может оказаться очень сложным. Можно потратить столько же денег, сколько вы только что заплатили за свой станок (или больше), на держатели инструментов, фрезы и оборудование для крепления компонентов (тиски, наборы зажимов). Подержанная машина может уже иметь набор инструментов.
Вам понадобится базовый набор инструментов, чтобы начать работу, а остальные можно будет создать со временем.
С держателем инструмента система R8 удерживает инструмент напрямую и поставляется в метрических и британских размерах. Они относительно дешевы, но их потребуется несколько, чтобы охватить инструменты разных размеров. Цанговые патроны доступны для серии R8, но это уменьшает высоту Z. Конусы 30 и 40 имеют цанговые патроны разных типов, включая Autolock и более распространенную серию цанговых патронов ER.
Зажимные наборы с Т-образными гайками состоят из шпилек различной длины, Т-образных гаек, гаек, соединительных гаек, пальцевых зажимов и ступенчатых пяточных блоков, обычно в специальном держателе.
Начальные комплекты фрезерных станков часто можно приобрести у поставщиков инструментов, и если новый станок не поставляется с ними, спросите, какую сделку они могут предложить. Типичный комплект может включать станочные тиски, зажимной набор для Т-образных пазов, держатель инструмента и цанги, а также торцевую фрезу.
«Можно потратить столько же денег, сколько вы только что заплатили за свой станок (или больше) на держатели инструментов, фрезы и т. д.»
Два станочных тиска: наклонно-поворотные тиски и съемные поворотные тиски. Машинные тиски
Машинные тиски обязательны. Те тиски, которые вы используете на своем сверлильном станке, вероятно, не подойдут для удержания детали, подлежащей фрезерованию, поскольку боковое давление необходимо будет сдерживать в прочных машинных тисках. Они бывают разных размеров, часто доступны с поворотным основанием, позволяющим устанавливать угол для обработки.
Поворотное основание украдет часть высоты по оси Z, поэтому убедитесь, что тиски можно снять с основания и при необходимости использовать без них. Если у вас должны были быть одни машинные тиски, тип со съемным поворотным основанием предлагает вам как базовые, так и угловые опции. Однако тиски с наклонно-поворотным основанием обычно нельзя снять с основания и использовать как простые тиски, поэтому у них нет такого разнообразия.
С ременным или зубчатым приводом?
У вас может не быть выбора между шпинделем с ременным или зубчатым приводом. Вариант с зубчатым приводом — это положительный привод, который, вероятно, будет иметь большее количество доступных скоростей, но будет более шумным, чем ремень. Более тихий ременный привод может быть преимуществом, в зависимости от того, где будет работать ваша машина. Если вы заклините шпиндель, ременный привод может соскользнуть и привести к более серьезным повреждениям. Разборка шестерен дело болезненное и дорогое.
Привод с регулируемой скоростью работает либо за счет расширяющихся, либо сжимающихся шкивов. Управление скоростью двигателя также обеспечивает полную регулировку скорости шпинделя в заданном диапазоне.
Если у вас есть прямой привод с регулированием скорости двигателя, убедитесь, что крутящий момент шпинделя достаточен на малых скоростях.
Фрезерные станки часто плохо работают на низкой скорости, из-за чего шпиндель может легко заглохнуть при использовании больших сверл или фрез.
Цифровой индикатор (ЦИ)
Хорошо, если ваш фрезерный станок оснащен цифровым считывателем (DRO). Если нет или ваш бюджет не позволяет использовать этот вариант, проверьте, можно ли легко переоборудовать машину. После того, как вы использовали цифровое считывание на машине, вы удивитесь, как вы раньше обходились без него.
Глядя на четкие цифровые показания, а не на потрепанные, выгравированные метки на маховике, есть много преимуществ, когда вы настраиваете, пробиваете отверстия, перемещаете большие расстояния или считаете, сколько оборотов маховика нужно, чтобы добраться до следующей позиции.
Силовая подача
Силовая подача не является абсолютно необходимой для домашнего инженера, так как у нас нет производственного давления на нас. Машины меньшего размера вряд ли будут иметь силовую подачу, но более крупные машины могут иметь силовую подачу по оси X.
Если нет, проверьте, можно ли модернизировать силовую подачу, так как это может оказаться желательным по мере улучшения ваших способностей и появления средств.
«Однажды использовав цифровое считывание на машине, вы удивитесь, как раньше обходились без него»
Инструмент, показывающий (справа) сверло с 2 зубьями, концевую фрезу с 3 зубьями, концевую фрезу с 4 зубьями и концевую фрезу с центральной режущей кромкой с 4 зубьями. Наклонная головка станка
Наклонная головка станка позволяет обрабатывать элемент под углом или просверливать отверстие в наклонной поверхности компонента. Это очень полезно, если компонент нельзя удерживать под нужным углом.
Но посмотрите, насколько жесткая машина и как хорошо фиксируется головка. Каждый вариант наклона может уменьшить жесткость машины. Чем жестче и надежнее ваш станок и чем лучше вы зажимаете заготовку (не деформируя и не повреждая ее), тем меньше вероятность ужасной вибрации фрезы во время обработки.
Фреза/сверла
Фреза/сверла с круглой колонной действительно должны называться сверлом/сверлами. Из них получаются хорошие сверлильные станки, но очень сомнительные фрезы. На некоторых из этих машин ведется большая работа, и несколько членов Оклендского общества инженеров-моделей (ASME) имеют станки/сверла, производящие первоклассные компоненты.
Но я чувствую, как фрезы, эти станки имеют несколько больших недостатков.
Большинство из них имеют шпиндель с конусом Морзе 3, удерживаемый на месте с помощью дышла. Конус Морзе никогда не был рассчитан на боковые нагрузки, возникающие при фрезеровании, поэтому следует пытаться выполнять только легкое фрезерование.
Необходимо опустить пиноль, чтобы опустить режущий инструмент и выполнить рез. Это увеличивает вылет шпинделя из головки станка, снижая жесткость и увеличивая вероятность вибрации. Когда вы режете, это усугубляется по мере того, как пиноль выдвигается из головки станка.
Пожалуй, самый большой недостаток — круглая колонна. Возникает проблема, если вам нужно переместить головку вверх для большего зазора по оси Z или вниз, чтобы уменьшить вылет пиноли и увеличить жесткость, чтобы остановить вибрацию фрезы. Как только вы ослабите головку, чтобы двигаться вверх или вниз, вы также потеряете положение по осям X и Y, поскольку она будет перемещаться вокруг колонны, пусть даже незначительно. Это будет означать, что вам нужно каким-то образом точно определить свое положение на заготовке.
Я видел много различных способов решения этой проблемы, в том числе лазер, отражающийся от зеркала через мастерскую и возвращающийся к точке на головке машины, чтобы помочь точному изменению положения, или стопорные блоки, прикрепленные к колонне.
Моя рекомендация: если какой-либо из них не упадет вам в руки или не будет очень дешевым, имейте в виду: вы, вероятно, в конечном итоге очень разочаруетесь в нем и откажетесь от фрезерования (надеюсь, что нет), или вам придется попытаться продать его кому-то — по значительно сниженной цене, если они прочитали эту статью.
В настоящее время на рынке есть несколько фрезерных станков / сверл с колонной типа «ласточкин хвост», но по какой-то причине они кажутся доступными только с 3 шпинделями с конусом Морзе. Это позор, поскольку конусность серии R8 или 30 сделала бы их достойными серьезного рассмотрения.
«Все машины должны быть установлены на прочном основании»
Режущие инструменты, обычно используемые на фрезерном станке Держатели серии ER в настоящее время являются наиболее популярной системой общего пользования. На фото (слева направо) хвостовик Clarkson Autolock 40 с цангой и держателем ER, хвостовик 40 с цангой ER Уровень
Ваш новый (или бывший в употреблении) фрезерный станок куплен, доставлен и размещен в вашей мастерской. Все машины должны быть установлены на прочном основании. Теперь не теряйте времени и как можно скорее выровняйте машину, даже если это будет строительный уровень (инженеры называют их приблизительными). Убедитесь, что все регулировочные ножки фрезерного станка нагружены весом станка.