Алгоритм изготовления координатного стола своими руками для начинающих

Механизмы для передачи движения

На простейших моделях серийных сверлильных станков и на оборудовании, которое изготовлено своими руками, устанавливаются преимущественно координатные столы, которые приводятся в действие механическим способом. В том случае, если от сверлильного станка требуются высокая точность и производительность обработки, на нем устанавливают столы, приводимые в движение посредством электрических двигателей.
В приводах координатных столов используют три типа передач:

• на основе зубчатых колес и реек;
• на основе ременных механизмов;
• шарико-винтовые.

Косозубая зубчато-реечная передача обеспечивает точность позиционирования

На выбор типа передачи влияет ряд параметров:

• скорость, с которой должен перемещаться стол и закрепленная на нем заготовка;
• мощность используемого электродвигателя;
• требования к точности обработки деталей.

Высокую точность перемещения обеспечивает шарико-винтовая передача, которая также обладает и рядом других достоинств:

• очень незначительный люфт;
• плавность перемещения;
• бесшумность работы;
• устойчивость по отношению к значительным нагрузкам.

Шарико-винтовая передача в высокоточном координатном столе

Минусами передачи данного типа являются невозможность обеспечить высокую скорость перемещения стола и значительная стоимость такого механизма.

Чтобы удешевить стоимость изготавливаемого своими руками координатного стола для сверлильного станка, можно оснастить его приводом на основе обычной винтовой передачи. Однако в таком случае необходимо позаботиться о том, чтобы передаточный винтовой механизм как можно чаще смазывался.

Самодельный координатный стол с винтовыми передачами и цилиндрическими направляющими

Бюджетным вариантом также является использование привода перемещения координатного стола, выполненного на базе ременной передачи. Устанавливая такой привод на координатный стол, изготовленный своими руками, следует учитывать минусы его использования:

• быстрый износ ремней;
• растяжение ремней в процессе эксплуатации;
• повышенный риск обрыва ремня при повышенных нагрузках;
• невысокая точность.

Точность и высокую скорость перемещения обеспечивают приводы координатного стола, выполненные на базе зубчато-реечной передачи. Между тем, используя такой привод, следует быть готовым к тому, что в элементах его механизма образуется люфт после определенного периода активной эксплуатации.

Материалы и механизмы конструктивных элементов

От материала изделия зависит долговечность конструкции и себестоимость. Следует сразу решить, каким будет стол – стальным, алюминиевым или чугунным. Второй важный шаг – определиться с механизмом управления. Следует также решить, каким должен быть привод – механическим или электрическим. Третий шаг – выбрать направляющие. Это повлияет на точность обработки заготовок.

Основание

Для основы берутся следующие материалы:

1. Чугун. Дорогой, тяжелый материал в эксплуатации оказывается очень хрупким, поэтому при производстве сверлильного станка используется крайне редко.
2. Сталь. Материал самый высокопрочный и долговечный. Главный его недостаток – это стоимость. Не каждый мастер сможет приобрести его.
3. Алюминий. С легким и мягким материалом проще работать. Он не такой дорогой, как сталь. Но для изготовления крупногабаритного стола не подойдет, так как не выдержит тяжелый вес больших заготовок. Для создания мини-оборудования это – идеальный вариант.

Если мастер обрабатывает заготовки из металла, то лучше делать стол из стали или чугуна. Правда, стоит сразу оценить свои затраты: возможно, приобретение готового манипулятора обойдется дешевле, что дорогого железа. Для работы с деревом или пластиком подойдет алюминиевая столешница.

Чугун

Сталь

Алюминий

Привод

Привод – это механизм управления, с помощью которого координатный стол будет менять свое положение. Он бывает:

1. Механическим. Его проще всего изготовить своими руками. Он позволяет существенно снизить себестоимость стола. За основу берется обычная винтовая или ременная передача – этого достаточно для налаживания мелкосерийного производства. Механика не способна обеспечить 100 % точность, и это ее однозначный недостаток.
2. Электрическим. Гарантирует нулевую погрешность при выполнении рабочих операций, однако сделать его своими руками очень сложно. Часто встречается в заводских моделях столов. Если вблизи с рабочим местом нет собственного источника питания, этот вариант не подойдет.

В отдельную категорию координатных столов стоит отнести модели с ЧПУ (числовым программным управлением). Это высокотехнологичное оборудование, которое применяется крупными предприятиями для производства в огромных объемах. Их главные достоинства: хорошая производительность, а также полная или частичная автоматизация процесса. Недостатки: высокая стоимость, для некоторых деталей такой привод не подойдет.

Механический

Электрический

С ЧПУ

Направляющие

Точность обработки заготовки зависит от этих элементов, поэтому их нужно подобрать правильно. Из числа тех, которые можно сделать своими руками, выделяют следующие:

1. Рельсовые. Направляющие прямоугольной формы считаются конструктивно более совершенными. При их использовании наблюдаются меньшие потери на трение и недопущение серьезных погрешностей. Есть возможность подключения системы подачи смазочных материалов.
2. Цилиндрические. Применение направляющих округлой формы чревато большим нагревом из-за трения. Для станков так называемой малой категории они подходят, но придется смазывать все механизмы вручную.

Направляющие изготавливают с кареткой и подшипниковыми узлами. Использование подшипников скольжения обеспечит высокую точность обработки детали. Применение опоры вала качения уменьшит трение и продлит срок службы манипулятора.

Подшипник качения может привести к появлению заметного люфта, что снижает точность обработки заготовки.

Каретка – это блок направляющих (узел механизма), который непосредственно по ним перемещается. Она может предусматривать увеличенные размеры фланца, что позволяет крепить ее с нижней стороны стола. Если же его нет вообще, то каретку располагают сверху (резьбовым методом).

Рельсовые направляющие и каретка

Цилиндрические

Устройство перемещения

Выбирая устройство перемещения, следует ответить на ряд вопросов:

1. Какой должна быть скорость обработки.
2. Какая точность позиционирования допустима при выполнении рабочих операций.
3. Насколько производительное оборудование будет использоваться.

Ременное устройство перемещения применяется при изготовлении самодельных координатных столов чаще всего. По стоимости оно обходится выгодно, однако имеет ряд недостатков. Ремень достаточно быстро изнашивается, а также может растянуться в ходе эксплуатации. Кроме того, из-за его проскальзывания снижается точность работы подвижного элемента.

Шарико-винтовая передача – более долговечный и надежный вариант. Несмотря на малые габариты устройства, у него хорошая нагрузочная способность, а перемещение осуществляется равномерно и с большой точностью. Плавный и практически бесшумный ход, а также высокое качество обработки поверхностей – далеко не все преимущества ШВП. Однако у нее есть и некоторые минусы: высокая стоимость и ограничения в скорости вращения винта, если его длина составляет более 150 см.

Зубчато-реечные устройства обеспечивают высокую скорость и точность проводимых работ, выдерживают большие нагрузки, легко поддаются монтажу и надежны в эксплуатации. Погрешность при передаче зубчатой рейки предельно низкая. Если их размер не подошел, то они проходят операцию подгонки.

Ременная передача

Шарико-винтовая

Зубчато-реечная

Пошаговый алгоритм изготовления бытового стола с механическим приводом

Как своими руками сделать вакуумный стол для чпу
Чтобы изготовить координатный стол с самым простым, механическим приводом, необходимо следовать инструкции:

1. Нужно изготовить центральный узел стола в виде крестовины из металлических профилей 20 х 20 см (толщиной 2 мм). Он должен обеспечивать устойчивость всей конструкции, поэтому все детали свариваются.
2. На поверхности готовой крестовины собрать каретки с ходом 94 мм.
3. Профили обработать напильником, после чего в него вставить гайки М10.
4. На шпильках М10 произвести сборку рукояток с подшипниковым узлом.
5. Далее следует сварить два П-образных основания из уголка, а затем собрать всю конструкцию на болтах, которые были вкручены в запрессованные ранее гайки.
6. Все узлы, а также подвижные части протереть смазочным материалом.
7. Собранный столик нужно прикрепить к станине сверлильного станка.

Чтобы смазанные элементы конструкции были защищены от попадания стружки или других отходов при обработке заготовки, между координатным столом и станком желательно проложить фанеру. Габариты готового манипулятора составят 35 х 35 см, а толщина изделия – 6,5 см. Желательно, чтобы полная длина направляющих была около 30 см.

Изготовить центральный узел стола в виде крестовины

На поверхности готовой крестовины собрать каретки

Профили обработать напильником, вставить гайки

На шпильках произвести сборку рукояток с подшипниковым узлом

Сварить два П-образных основания из уголка

Собрать всю конструкцию

Все узлы, подвижные части протереть смазочным материалом

Прикрепить к станине сверлильного станка

Характеристики снования

Столы координатного типа, которыми оснащают сверлильные станки, могут изготавливаться с основаниями, выполненными из различных материалов:

• чугуна;
• стали;
• легких сплавов на основе алюминия.

Столы с основанием из алюминиевой конструкции не рассчитаны на большие нагрузки, поэтому они используются для оснащения сверлильных станков, на которых обрабатываются детали из мягких материалов (дерево, пластик). Достоинствами приспособлений, рама которых выполнена из алюминиевого профиля, являются:

• небольшой вес;
• простота монтажа;
• доступная стоимость.

Стол координатный PROXXON-MICROMOT из высокопрочного алюминиевого сплава для настольного сверлильного станка

Такой стол благодаря простоте его конструкции и доступности материалов изготовления несложно сделать своими руками. Если же нет желания использовать в работе на станке самодельное устройство, можно приобрести готовый комплект для его сборки, которые производят многие компании.

Промышленные координатные столы для сверлильных станков, эксплуатируемые наиболее интенсивно и испытывающие при работе значительные нагрузки, производятся с основаниями из литого чугуна.

Чугунный крестовой стол для промышленного сверлильного станка

Как серийные, так и самодельные столы координатного типа могут быть изготовлены на базе стальных сварных рам, которые демонстрируют высокую надежность. При изготовлении такой рамы своими руками следует иметь в виду, что сварные соединения плохо переносят вибрационные нагрузки, поэтому в готовой конструкции необходимо по максимуму избавиться от внутренних напряжений. Это достигается с помощью соответствующей термообработки (отпуск).

Координатные столы в зависимости от их назначения могут быть выполнены по двум конструктивным схемам:

• крестовой;
• портальной.

Столами, сделанными по первой схеме, оснащаются универсальные сверлильные станки, на которых обрабатываются детали сложной конфигурации. Конструктивные особенности таких устройств позволяют получить доступ к обрабатываемой заготовке с трех сторон. Столами портального типа оснащаются станки, на которых выполняется сверление отверстий в листовых заготовках.

Портальный 3-х координатный стол с ЧПУ

Где выгодно приобрести координатный столик

Как сделать стол для циркулярной пилы своими руками?

Купить координатный столик рекомендуем выгодно в этом китайском магазине. Далее о том, как его можно удачно применить. Видео канала youtube “Технарь” в конце публикации.

В этом видео обзоре координатный столик, который станет частью фрезерного станка. Выполнен из алюминиевого сплава. Поперечный ход 50 мм, продольный 200. Не обращайте внимания на люфт, легко устраняется шестигранником, в комплекте. В качестве ходовых винтов используется стандартная стальная шпилька м8. Кроме лимбов, отметки на которых являются обычными наклейками, на продольном перемещении есть линейка. Но нет никакой метки на столике, по которым можно вести отчет.

Мастер разобрал столик для понимания, с чем мы имеем дело. Где купить, смотрите в начале статьи. Как видите, люфты убираются поджатием пластины. Ходовой винт вращается во втулки из такого же материала. Стол, это профиль из крепкого алюминиевого сплава с толщиной стенки 3 миллиметра. Про работу по стали нет никакой речи, но дюраль позже попробуем про фрезеровать.

Вместо штатного штифта, которые закручивался отверткой, удерживал вал с ручкой, теперь, благодаря работе токаря, винт с барашком. Закрутив его до упора, стопорится вертикальное перемещение. То, что нужно для фрезеровки. Выкрутить его чуть больше, меняется положение вала так, чтобы ручка не мешала. Так же сделаны две втулки для дрели и фрезера. Остается только сделать крепление для столика и протестировать в работе.

Теперь сверлить стальную шину 6 мм одно удовольствие. Даже болты на 12 для крепления на столике советского станка были бы маловаты. Поэтому пришлось вкручивать шпильки на 8 в куски стальной шпильки. Теперь точно можно закреплять координатный столик и переходить к самому главному. К испытанию.

Первые подопытный материал – кусок акриловой пластины. По своим свойствам чуть жестче, чем оргстекло. Не такой вязкий. Для закрепления детали в комплекте со столиком есть два прижима.Минимальная скорость фрезера при оборотах 8000. Никакой нагрузки на фрезер не ощущается, снимается около 1 миллиметра.Продолжение на видео с пятой минуты

Производство самодельных вариантов исполнения

Как сделать столярный верстак своими руками?

При изготовлении следует изначально выбрать материал изготовления:

1. Чугун – дорогой, тяжелый, хрупкий материал. Его довольно редко используют при производстве сверлильного станка.
2. Сталь – прочный, твердый, долговечный металл, который также имеет достаточно высокую стоимость. Сталь можно назвать наиболее привлекательным материалом.
3. Алюминий – легкий, легкоплавкий, но дорогой и мягкий материал. Его достаточно просто использовать при изготовлении любых деталей для станка. Как правило, мини оборудование создается при использовании этого сплава.

Вышеприведенные материалы выбираются для полноценного или мини станка.

Определение оборудования

Координатный стол – манипулятор, который используется для крепления обрабатываемой заготовки. Существует несколько вариантов исполнения столов станка:

1. вакуумный метод крепления – используется довольно редко из-за сложности конструкции;
2. механический тип крепления прост в исполнении, сделать его можно своими руками достаточно быстро;
3. крепление за счет веса заготовки. При использовании сверлильного станка могут подвергаться обработке заготовки большой массы. За счет своего веса базируемая деталь остается на месте даже при сильном воздействии.

Различают позиционирование с одной, двумя, тремя степенями свободы. Этот момент определяет то, что подача заготовки может проводится по трем разным координатам. При сверловке плоского изделия достаточно передвигать ее всего по одной горизонтальной плоскости.

Можно условно выделить два основных типа:

1. Больших габаритов. Большой координатный стол создается с учетом того, что на него будет установлено само оборудование, а также заготовка.
2. Координатный стол небольших габаритных размеров монтируется на станине оборудования.

Существует несколько механизмов управления, при помощи которых координатный стол изменяют свою позицию:

1. Механический привод встречается довольно часто. Сделать его для сверлильного станка можно и своими руками для налаживания мелкосерийного производства.
2. Электрический привод устанавливается для сверлильного станка довольно часто. Сделать его своими руками достаточно сложно, так как нужно выдерживать высокую точность при изготовлении. Для автоматического передвижения координатный стол должен иметь собственный источник питания.
3. Еще отдельной группой можно назвать механизм, который работает от числового программного управления.

Сделать своими руками можно небольшой координатный стол с механическим приводом.

Выбор конструкции

При выборе конструкции нужно определиться с ее размерами. Если на координатный стол будет устанавливаться техника, обрабатывающая деталь, то его габариты должны быть учтены обязательно. Если он нужен для фиксации заготовки, то монтируется на станине сверлильного оборудования, а по ширине и длине составит около 35 х 35 см.

Различают столы и по типу крепления:

1. При изготовлении координатного стола своими руками конструкция оснащается механическим креплением. Это наиболее простое решение с точки зрения реализации, но оно имеет ряд недостатков. Например, часто приводит к погрешностям при обработке, и есть риск деформации поверхности изделия.
2. Вакуумный крепеж считается лучшим вариантом. С его помощью обеспечивается точное позиционирование заготовки на горизонтальной плоскости. При подаче воздушной струи в зазор между столешницей и обрабатываемой деталью меняется давление в этой области. Благодаря этому можно более качественно произвести обработку (без механических повреждений изделия).
3. Крепление под весом заготовки подходит, если при использовании сверлильного станка нужно обработать тяжелые детали. За счет своей массы базируемое изделие остается на том же месте даже при сильном воздействии.

От количества степеней свободы зависит функциональность стола:

1. Если она одна, то заготовку можно двигать только в одном направлении (это хороший вариант для обработки плоских изделий).
2. При наличии двух степеней становится возможным перемещение заготовки по X и Y координатам.
3. Если же их три, то движение детали может осуществляться вверх, вниз и по координате Z.

Если стол изготавливается для домашнего производства и обработки деталей, то использования двух степеней свободы более чем достаточно.

При изготовлении координатного стола своими руками важно определиться, для каких именно целей он будет использоваться. Параметры манипулятора подбираются в соответствии с габаритами, весом и формой будущих заготовок. Для работы с разными деталями из металла и дерева изготавливают сложный многофункциональный механизм. Обычно мастерам на дому хватает возможностей малогабаритного столика с механическим крепежом и двумя степенями свободы.

Механическое

Вакуумное

Крепление под весом заготовки

Виды передач для движения стола

При маленьком настольном станке перемещение стола осуществляется механическим способом. Но чем большие скорость, точность и производительность необходимы, тем тщательнее выбирается вид привода. В основном применяются электрические двигатели.

Суть работы узла в преобразовании вращательной работы двигателя в поступательное движение плоскости стола. Выделяют три вида передач:

• зубчато-реечные;
• ременные;
• шарико-винтовые.

Выбор типа узла делается исходя из:

• скорости перемещения заготовки;
• мощности двигателя станка;
• необходимой точности обработки.

Точность обработки при различных передаточных узлах

Преимущества шарико-винтовой передачи:

• возможность высокоточной обработки;
• малый люфт;
• плавное движение стола;
• бесшумность работы;
• возможность воспринимать большие нагрузки.

Чертеж шарико-винтовой передачи

Значительным минусом выступает ограниченность скорости подачи. Особенно проявляется снижение скорости при длине винта более 1500 мм. Примерный расчет скорости: для привода мощностью 1 кВт скорость вращения равна 3000 об/мин. При шаге винта 10 мм скорость передачи 0,5 м/сек. В таком случае 3 м будут пройдены за 6 сек.

Еще одним минусом является высокая стоимость. Удешевить проект можно применением соединения с винтом и гайкой. В таком случае необходимо обеспечить постоянную смазку узла.

При шестерно-реечной передаче обеспечивается высокая скорость и достаточная точность. Недостатком является высокая степень люфта при передаче усилий с привода.

Установка ремня самый бюджетный и распространенный способ при создании стола своими руками. Невысокая стоимость ременной передачи и скорость подачи до 1 м/с, компенсируется следующими недостатками:

• быстрый износ;
• потеря натяжения за счет растяжения;
• возможность обрыва при ускорении;
• малая точность работ.

При покупке координатного стола для сверловки или монтаже своими руками необходимо учесть условия работы. Соотношение всех механизмов по параметрам: загруженности, срока службы, нагревания и остывания, дадут хороший результат при работе

Особенно это важно при самостоятельном изготовлении из подручных материалов

Используемые материалы и инструменты

Для работы понадобится сварочный аппарат, сверлильный станок, болгарка с дисками, молоток, щетки, уголок. На подготовительном этапе необходимо выбрать материал для основания устройства, механизм управления и направляющие. От грамотного выбора этих составляющих зависит точность будущей работы приспособления, срок эксплуатации, надежность прибора, финансовые затраты на изготовление. Для создания основания подходит один из трех металлов:

• чугун;
• сталь;
• алюминий.

Первый материал в работе используют редко. Причина кроется в его хрупкости, большом весе, недолговечности. Сталь по этим критериям выигрывает, поэтому ее часто применяют в производстве. Единственный ее недостаток – высокая стоимость. Алюминий гораздо доступнее. Его преимуществами являются легкость, мягкость. Но он подходит только для малогабаритных столиков, так как крупные тяжелые детали податливый металл не выдерживает.

Поэтапное изготовление письменного стола своими руками, примеры декора

При изготовлении своими руками координатного стола необходимо продумать, какой тип привода будет иметь устройство. По способу управления манипуляторы подразделяют на три вида: механический, электрический, программного управления. Последний привод при самостоятельном производстве не используют. Электрический аналог дает малую погрешность, но в частных условиях применить его проблематично. Для личного домашнего приспособления более подходящим видом управления является механический. Однако у него есть минус – отсутствие идеальной точности.

Для ручного изготовления подходят рельсовые или цилиндрические направляющие.

Чугун

Сталь

Алюминий

Механический привод

Электрический

С программным управлением

Преимущества и недостатки самостоятельного изготовления

Координатный стол представляет собой дополнительную конструкцию к фрезерному, сверлильному металло- или деревообрабатывающему станку. Благодаря ему можно увеличить производительность оборудования, снизив трудоемкость процесса обработки деталей. Заготовка просто фиксируется на рабочей поверхности и может плавно перемещаться по заданной траектории.

Самодельные координатные столы имеют достоинства:

• небольшие габариты;
• простую конструктивную форму;
• управляются механическим способом;
• используются в кустарном производстве.

Их главное достоинство – экономия денежных средств. Изготовление такой конструкции с нуля обойдется гораздо дешевле, чем покупка заводского манипулятора. Конечно, есть и ряд сложностей при самостоятельном изготовлении. Нужен подходящий чертеж, в соответствии с которым будет задана требуемая траектория движения заготовки. Если чьих-то наработок нет, то придется создавать его самостоятельно, но любая погрешность при черчении схемы даст о себе знать во время работы. Кроме того, стол, сделанный своими руками, подойдет только для мелкого производства, так как простейшие самодельные механизмы изнашиваются гораздо быстрее фабричных.

Простая конструктивная форма

Небольшие габариты

Управление механическим способом

Экономия денежных средств

Самодельный координатный столик , возможно ? — Самодельные станки

Совершенно верно поперечная и малая продольная с токарника, станина чугун от сверлилки «Комунарас» с винтовой подачей, рабочее поле получилось 300х300, в основном для обработки небольших стальных деталей и изобретается, сейчас все пока в процессе эксперементов и отладки но опыт положительный со сталью есть, с фрезами до 6 мм вроде справляется нормально а вот с большим диаметром начинаются проблемы (все в основном от использования в качестве головы ударной дрели на 1200 Вт) нужна придумывать жесткую мощную голову, при установке вместо дрели угловой шлиф машины, получаем небольшой шлифовальник

Вот сделал фото (правда качество не очень) при работе со сталью, на одной пластина х35, на втором фото собственно деталь для работы с которой и задумывался аппарат (на фото одна деталь до обработки, вторая зажатаяв тески уже пройдена на три раза)

Изменено 25 января 2014 пользователем BM_906