Станок с чпу своими руками + чертеж

Станок который сможет собрать каждый!

В интернете не так много готовых проектов по которым можно самостоятельно собрать себе станок с чпу.

• Поэтому я взял какой-то станок, который нашел на авито и на его базе, точнее по фоткам, быстренько “спроектировал”, а точнее нарисовал станок.
• Мой проект поможет тем, кто хочет самостоятельно своими руками собрать фрезерный станок с чпу.
• Причины могут быть разные, нет денег на готовый или просто хочется построить что-то своими руками.

В любом случае данная статья для Вас.

Написать эту статью подтолкнуло очередное заявление одного “производителя”

Некоторые “спецы” продают станки чпу и их комплектующие дешево, пытаясь, как мне кажется, заработать на неосведомленности жаждущих заполучить такой волшебный станок для своих столярных целей. Я говорю о фрезерных станках с чпу по дереву, так как по моему разумению, они не годятся для коммерческого использования и причиной тому - время затрачиваемое на обработку изделия, а большинство нуждается в таком станке в коммерческих целях.

Если у вас много времени, то эта статья поможет сэкономить денег, если вы вдруг решите собрать такой станок.

В данной статье вы получите полную информацию по механике трех-осевого станка портального типа, вы найдете чертежи и файлы для передачи на производство или самостоятельного изготовления элементов и комплектующих станка.

Сложности и трудности

Основная сложность - это подбор нужных комплектующих под свои желания рабочего поля станка.
Сделано все под готовые детали с алиэкспресс. По сути вы получаете готовый конструктор и проблем со сборкой возникнуть не должно.

План действий по сборке фрезерного станка

1. Определяем размеры станка

• Размер рабочего поля станка зависит от ходовых винтов
• Винты со стандартной разделкой концов продаются на али комплектами.
• В комплект входит: винт, гайка, крепление гайки, муфта и держатели винтов.

Данный станок имеет следующие размеры:

• оси Y: винт 700мм, профиль 685мм.
• соединительный профиль 685мм
• оси X: винт 470мм, профиль 455мм.
• ось Z: винт 300мм

при этих параметрах

• рабочее поле станка: X-295мм Y-480мм Z-160мм. размеры без установленных концевиков.

Пример

для увеличения размеров по оси Y
берем винт 1500мм, тогда длина профиля составит 1485мм (1500-700+685=1485)увеличиваем ось X (портал)
для винта длиной 1200мм понадобится профиль длиной 1185мм (1200-470+455=1185)
а длина соединительного профиля составит 1385мм (685+(1200-500)=1385)при таких винтах получаем станок с рабочим полем X-995м Y-1280мм Z-160мм

2. Металлические части

• Станок состоит из 14 разных частей 6мм конструкционной стали Ст3. Части собираются посредством сварки, для позиционирования используется шип-паз, с его помощью без труда собираются элементы в единую деталь.
• Кликнув по картинке в описании можно посмотреть номер и количество деталей необходимых для сборки станка.
• Элементы детали рекомендую заказывать на лазерной резке. Малые отверстия КЕРНИМ для дальнейшего просверливания отверстий и нарезания резьбы.
  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

3. Алюминиевый профиль

• Металлический профиль 60х60 30 серия нарезаем в размер в зависимости от длины выбранного ходового винта.*
• Выбираем длину винта и получаем длину профиля для каждой оси. Как посчитать я писал выше.
• Для соединения сварных деалей с профилем используются Т-образные гайки
• Винты М5,M6,M8,М10
  

  

  

4. Комплектующие с АЛИ

Для механики потребуются:

• Четыре винта 1605 (ШВП) разной длины (оси Х,Y,Z)
• Четыре гайки 1605
• Четыре муфты с диаметрами 10мм и 8мм
• Четыре крепления гайки
• Четыре фиксируемые опоры FK12
• Четыре Шаговых мотора серии NEMA23 на 18кгс
• Цилиндрические рельсы SBR20 на ось X,Y SBR16 на ось Z
• Подшипники SBR20UU на X,Y (8 шт.) SBR16UU на Z (4 шт.)

ШВП - Шариковинтовая передача 1605, где 16 его диаметр, а 5 шаг на 1 оборот.

• профиль тоже можно посмотреть на алиэкспресс
  

  

  

  

  

5. Сборка деталей

• Предварительно во всех элементах нарезаем резьбу согласно чертежам.
• Сборка элементов производится посредством шип-паза, после сборки и фиксации - провариваем.
• Провариваем без фанатизма, иначе поведет и все будет кривое.
• Варим на прихватки либо завариваем шип-паз или комбинируем.

5.1. Собираем “углы” крепления основоной рамы станка

Для сборки необходимо собрать из деталей 1,2,3,4 угловые элементы рамы станка с чпу, чертеж прилагается.

Предварительно нарежьте резьбу согласно чертежу.

Обратите внимание, что “углы” собираются зеркально

Теперь у нас есть 4 “угловых” элемента

5.2. Собираем стойки портала

Стойки портала для станка с чпу собираются аналогично угловым элементам, берем деталь 5,6,7,8 и внимательно собираем.
Cледите за тем с какой стороны устанавливаете маленькие детали, на Деталь 5 устанавливается мотор приводящий в движение каретку по оси.

Предварительно нарежьте резьбу согласно чертежу.

5.3. Собираем ось Z станка своими руками

Основу оси Z собираем из деталей 9,12,13, смотрим на картинку и внимательно собираем, не перепутайте.

Предварительно нарежте резьбу согласно чертежу.

Фиксируйте свариваемые детали, к примеру можно взять квадратную трубу и притянув к ней струбцинами детали получим угол 90 градусов. Даже если не получится идеального угла, муфта соединения вала мотора с ШВП (винтом) имеет мягкую вставку, которая компенсирует не соосность.

6. Собираем сам станок

Все элементы готовы и теперь осталось только собрать-скрутить все детали в одно целое, чтобы получить станок на который впоследствии установить чпу систему. В данном варианте это либо MACH 3,4 или LinuxCNC

Алюминиевый конструкционный профиль собирается на Т-гайках, поэтому берем горсть гаек и винтов я использую с внутренним шестигранником (DIN 912). Берем винты класса прочности 8.8 они есть в любом хозмаге.

6.1. Собираем левую и правую часть оси Y

1. устанавливаем угловые элементы.
2. Собираем направляющую, на цилиндрический рельс SBR20 одеваем две каретки SBR20UU и прикручиваем его к алюминиевому профилю 60х60 винтами М6.
3. Тиким же образом собираем вторую направляющую.
4. Все теми же винтами М8 соединяем обе направляющие между собой заранее подготовленным профилем, который задает длину оси X, получаем основание станка. Не затягиваем.
5. В угловые элементы устанавливаем фиксируемые опоры винтов FK12, крепим на винты М5.
6. Берем винт с накрученной на него гайкой, одеваем крпеление гайки к стойке и прикручиваем его на 6 винтов М5.
7. Концом с резьбой устанавливаем винт ШВП 1605 в опору FK12 слегка фиксируя гайкой на опоре.
8. Шаговый двигатель NEMA 23 c надетой на вал муфтой, устанавливаем на свое место. Крепим винтами М5. Смотрим рисунок.
9. Затягиваем гайку, фиксирующую винт на опоре FK12 и фиксируем муфту на винте ШВП и валу двигателя, затягивая винты на соответсвующих половинках муфты.
   

   

   

   

6.2. Портал фрезерного станка, ось Х

1. Соответвующие стороне стойки портала крепим на подшипники SBR20UU на винты М5. Гайку ШВП (SFU1605) не прикручиваем к стойке.
2. Устанавливаем заготовленный для портала профиль и прикручиваем его винтами М8, Не затягиваем.
3. Прокатываем портал в одну сторону до упора и подтягиваем винты М8 основной рамы станка.
4. Прокатываем портал в противоположную сторону и подтягиваем винты основной рамы станка.
5. Проверяем как перемещаяется портал, прокатывая его из стороны в сторону. Нужно добиться плавного перемещения портала по всей длине оси Y. После чего протягиваем винты основной рамы станка.
6. Собираем направляющую оси X, на цилиндрический рельс SBR20 одеваем две каретки SBR20UU и прикручиваем его к конструкционному профилю сечением 60х60 винтами М6.
7. В правую часть портала устанавливаем опору винта FK12, прикручиваем винтами М5.
8. Собираем винт, накручиваем на него гайку, на гайку одеваем крпеление и прикручиваем его на 6 винтов М5.
9. Концом с резьбой устанавливаем винт ШВП 1605 в опору FK12, слегка фиксируя гайкой на опоре.
10. Шаговый двигатель NEMA 23 c надетой на его вал муфтой устанавливаем на свое место. Крепим винтами М5. Смотрим рисунок.
11. Затягиваем гайку фиксирующую винт на опоре FK12 и фиксируем муфту на винте ШВП, на валу двигателя не фиксируем.
    

    

    

    

6.3. Ось Z фрезерного станка

1. Опору FK12 устанавливаем снизу платформы оси Z, крепим на винты М5.
2. Устанавливаем основу оси Z на подшипники SBR20UU, крепим винтами М5. Подтягиваем винты.
3. Прокатывая влево, подтягиваем винты крепления профиля к стойке, прокатывая вправо, подтягиваем винты крепления правой стойки.
4. Регулировкой добиваемся плавного движения оси X, затягиваем винты крепления профиля к стойкам.
5. Одеваем подшипники SBR16UU на цилиндрические рельсы SBR16, крепим их через проставки Деталь 14 к основе оси Z винтами М5
6. Прикручиваем Деталь 10 на подшипники SBR16UU, подтягиваем винты.
7. Перемещая каретку оси Z, добиваемся плавного хода, фиксируем винты крепления цилиндрического рельса и Детали 10.
8. Устанавливаем винт с гайкой и модулем крепления гайки к подвижной пастине крепения шпинделя. Фиксируем финт гайкой на опоре.
9. устанавливаем двигатель с муфтой.
10. Устанавливаем крепление шпинделя. В данном варианте используется проставка под брекет шпинделя.
    

    

    

    

Ну вот, собственно, и вся сборка станка чпу своими руками которую осилит любой желающий.

Ведь здесь от вас требуется только сварка и нарезание резьб. Ну может, еще подрезать цилиндрические рельсы.

• Не забудьте протянуть все винты.
• Если нужно, установите концевики, гибкий кабель-канал.
• Если лень нарезать резьбы, используйте винты с гайками.

Что можно доработать

• Добавить крепления гибкого кабель-канала.
• Увеличить жесткость, например добавить перемычек или сделать “жертвенный” стол из фанеры 18мм
• Проработать стойки портала и конструкцию оси Z, облегчив всю конструкцию.

Заключение

Этот станок может собрать каждый.

Я постарался до мелочей рассказать и показать как и из чего можно все это собрать.

• Габарит станка вы выбираете сами, только не надо делать длинные станки с таким конструктативом.
• Такой станок - прекрасная возможность познакомиться с обработкой материалов резанием. Вы узнаете на каких режимах сможет работать станок с таким конструктативом, сколько времени будет занимать изготовление той или иной детали, 3д картины и тд.

И уже потом сделаете вывод на собственном опыте (как это сделал я собрав второй станок) первый тут, что вы хотите от фрезерного станка с чпу и будете понимать, что могут и что не могут станки супербюджетного ценового диапазона.

И не будете вестись на всякие там уловки, что этот станок все сделает за вас, он позводлит вам сделать все то о чем вы только мечтали.
Мое любимое изречение продаванов таких станков “хотите мы можем поставить такой шпиндель, а хотите в пять раз мощнее”. И ни один не спрашивает, а что вы будете на нем резать. Мощьный шпиндель на дохлом станке не сможет раскрыть весь потенциал, и так со всеми элементами станка. (это касаемо дешевых полусамодельных станков коих пруд пруди)

Станок - это железяка и очень непростая, когда дела касается нагрузок, огромную работу нужно провести, чтобы заставить его работать правильно.

Все в этой статье - мое собственное мнение, основанное на личном опыте постройки и обслуживании своих станков и модернизации станков от таких “супер-пупер” производителей.

Я не являюсь супер специалистом в данной области и у меня нет никаких ученых степеней, но есть 5 летний опыт работы на своих двух самодельных станках.

Успехов тем, кто хочет собрать свой станок!

чертежи предоставляются как есть, поэтому проверяйте прежде чем что-то делать

Станок построенный по моим чертежам

вместо алюминиевого профиля применен стальной