Фрезерный станок по металлу своими руками: чертежи, видео, фото

Как сделать самодельный фрезерный станок по металлу

Многие любители делать всё своими руками мечтают заполучить в свой арсенал самые различные инструменты и приспособления и в особенности самодельный фрезерный станок для обработки металла. Такое многофункциональное оборудование даёт возможность заниматься не только обработкой металлических изделий, а и дерева. В промышленной сфере такие агрегаты используются уже очень давно.
Естественно, промышленные станки – изделия сложные и многофункциональные, но и самодельное фрезерное устройство позволяет выполнять множество манипуляций по обработке металла и древесины. При наличии всего необходимого инструмента и расходных материалов такое устройство возможно смастерить своими руками, причём достаточно быстро. Самым простым агрегатом считается вертикальный фрезерный станок, собранный из подручных и, главное, недорогих материалов.

Изготовление приспособления для стационарного фрезера

Фрезы для станка можно изготовить своими руками. Для этого надо приготовить цилиндрическую заготовку. На ней срезается половина диаметра на участке формирования режущей зоны. Появившийся переход сглаживается. Далее, удаляется еще четверть диаметра, а граница сглаживается. Обработанному участку заготовки придается прямоугольный вид путем срезания нижней части. В результате толщина металла в рабочей зоне должна составить 3–5 мм. Операции проводятся с помощью болгарки или дрели с насадкой, а заточка кромки осуществляется на заточном станке.

Заточку фрезы рекомендуется производить под углом 7–9 градусов. Надфилями с алмазным напылением можно придать кромке любую нужную форму. При изготовлении фрезы сложной формы, заготовку расплющивают и изгибают.

Копировальное кольцо

Токарно фрезерный станок с чпу по металлу. виды и рейтинг лучших
В некоторых случаях копировальную втулку устанавливают одним движением, центровка в таком случае не требуется.

Есть и другие дополнительные приспособления, но о них позже. Сейчас же расскажем о копировальном кольце — одном из обязательных атрибутов ручного фрезера, почти всегда входящим в комплект поставки. Приспособление очень простое, но удобное в работе и полезное.

Как правило, это штампованная стальная пластина с выступающим кольцевым бортиком вокруг центрального отверстия, который и служит упором, отслеживающим копировальный шаблон. Втулку подбирают под конкретную фрезу. В идеале она должна проходить сквозь центральное отверстие с небольшим зазором. Иными словами, не стоит полагаться на то единственное кольцо, что прилагается к инструменту.

Чаще всего втулка нуждается в центрировании специальным конусом. Его вставляют в цангу (до упора в копировальное кольцо), тем самым выравнивая положение, и лишь затем окончательно затягивают крепежные винты. Иногда вместо последних используют быстрозажимные фиксаторы, тогда ничего центрировать не нужно.

Принцип действия оснастки прост — выступающий кольцевой бортик в центре ведут вдоль шаблона. При этом фреза повторяет изгибы на заготовке. Главный «минус» у такой «приспособы» один — невозможно получить точную копию — она всегда будет больше оригинала.

Подобный метод удобен в серийном производстве (естественно, речь о бытовых масштабах) или когда заготовка достаточно ценная и ради ее обработки стоит изготовить шаблон.

Для точной и удобной работы фрезер должен иметь гладкую подошву. Когда копировальная втулка не используется, паз, предназначенный для нее, закрывают кольцом.

Для точной и удобной работы фрезер должен иметь гладкую подошву. Когда копировальная втулка не используется, паз, предназначенный для нее, закрывают кольцом.

Подобная втулка с нужным диаметром опорного кольца, ее привинчивают, но крепежные винты не затягивают.

Для точного позиционирования втулки устанавливают центрирующий корпус. Его, как обычную фрезу, зажимают в цангу (с той лишь разницей, что опорная подошва при этом прижата к корпусу).

После установки конуса стопор механизма опускания освобождают, и подошва под действием подъемных пружин прижимает конус ко втулке, тем самым точно центрируя ее. Вновь зафиксировав стопор, винты крепления втулки надежно затягивают.

Рекомендуется подбирать кольцо с наименьшим из возможных диаметром центрального отверстия, не забывая о том, что рабочая часть фрезы должна свободно проходить сквозь него.

Если шаблон дает надежную опору только одной из сторон платформы, с другой выдвигают и фиксируют стопорным винтом дополнительную «подпорку». Если этого не сделать, велик риск проиграть в точности.

Общие правила эксплуатации

При работе на токарном станке соблюдение техники безопасности — залог комфортной работы.

Необходимо:

• Всегда надежно закрепляйте заготовку перед началом работы, а затем вынимайте ключ, если он есть.
• Снимите все украшения, особенно цепочки или серьги. Заправьте длинные волосы под комбинезон. Все, что может намотаться на цилиндр с продуктом, должно быть надежно снято с машины.

Важно: не переносите предметы через работающую машину. Любая мелочь может упасть на изделие и не только испортить его, но и отскочить в неожиданном направлении.

Как сделать станок по металлу?

Как своими руками изготовить фрезерный станок для дерева

При фрезеровке металла возникают большие напряжения и вибрация. Деревянная станина их не выдержит. Необходимо использовать чугунную плиту и металлопрофиль из низкоуглеродистой стали.

Вариант №1

Станок состоит:

• основание;
• стойка;
• салазки с направляющими поперечного перемещения;
• рабочий стол, передвигающийся в продольном направлении;
• шпиндельная головка;
• стойка с вертикальными направляющими;
• электродвигатель.

https://youtube.com/watch?v=u2rbbCkZZnA

Чугунное основание выравнивается по плоскости. В нем прорезается поперечный паз «ласточкин хвост». В задней части крепится стойка под каретку шпинделя. Салазки заводятся в продольный паз. Они перемещаются в поперечном направлении за счет вращения винта. Подойдут готовые с токарного станка. Сверху устанавливается стол. Он перемещается по фигурным направляющим салазок. Вертикально инструмент движется вместе с кареткой по направляющим стойки. На массивной плите впереди устанавливается шпиндельная головка, сбоку крепится двигатель. Оба узла соединены ременной передачей.

Вариант №2

Используя в качестве фрезерной головки электродрель, можно создать простую и легкую модель вертикально-фрезерного станка.

1. Сделать основание в виде рамки из профильной трубы.
2. На нем поместить салазки с винтом для продольного перемещения.
3. Сверху устанавливается резцедержка с токарного станка с поперечным винтом и тиски.
4. К основанию прикреплены 2 стойки. Они для жесткости соединены 3 поперечинами. Нижняя у основания. 2 верхние служат опорой для каретки шпинделя.

Вертикально дрель перемещается по направляющим каретки. Для изготовления станка используется прямоугольный металлопрофиль. Все соединения выполнены болтами. За счет 2 стоек, конструкция устойчивая и прочная.

Фрезер из двигателя от стиральной машины

Очень часто народные умельцы изготавливают различные станки из двигателя стиральной машины: токарные по дереву, сверлильные, точильные, циркулярные, а также стационарные фрезерные станки. Чтобы изготовить последний, сначала потребуется смастерить стол способом, описанным выше. Далее, на вал двигателя необходимо установить цангу для зажима фрез.

Поскольку закрепить ее на валу мотора без переходника не получится, то его придется заказать у токаря.

Также потребуется сделать подъемный механизм для удобной регулировки вылета инструмента. Делается он из двух труб, выполняющих роль стоек, на которых закрепляется двигатель, и резьбовой шпильки.

Шпилька одним концом входит в закрепленную к днищу стола гайку, а вторым упирается в нижнюю часть мотора. На шпильке жестко закрепляется поворотное колесо, с помощью которого и осуществляется регулировка высоты.

Чтобы на мотор при работе станка не попадала пыль, можно уложить сверху двигателя небольшой кусок поролона.

Фреза с опорным подшипником

Самым элементарным и компактным устройством, задающим положение машины, становится сама фреза, если она дополнена миниатюрным шариковым подшипником. Он располагается под или над режущими ножами и соответственно опирается на верхний или на нижний край кромки. С помощью такой оснастки получают фасонные кромки или нарезают пазы под соединение, окантовку, уплотнитель и т. д.

К достоинствам метода отнесем необременительность подготовительных операций (нужно настроить только вертикальное положение) и возможность точной обработки скругленных и криволинейных кромок (типичный пример — столешница). Недостатки вытекают из достоинств — сделать кривое ровным не удастся.

Плюсы и минусы самоделки в сравнении с заводским исполнением

Как и каждый агрегат, самодельный станок имеет свои преимущества и недостатки. Основным из них является стоимость, которая в сравнении с заводским исполнением ниже в несколько раз. Кроме того, к достоинствам самодельного станка можно отнести:

• различные варианты изготовления. Каждый из мастеров может подобрать необходимый чертеж и сделать такой станок, который будет полностью удовлетворять его требованиям;
• экономия электроэнергии. Самодельные станки, как правило, комплектуются небольшими электромоторами малой мощности, что позволяет значительно снизить расход электроэнергии.

К недостаткам можно отнести более низкую, в сравнении заводскими, точность настройки глубины фрезерования.

Как изготовить токарный станок по дереву своими руками: чертежи и технология

Самый простой способ собственноручно изготовить инструмент в домашних условиях – сконструировать токарный станок или фрезер из дрели или электрического мотора, снятого с другого инструмента. Этот процесс не так уж и сложен, поэтому каждый мастер способен справиться с его выполнением. Для этого потребуется электрический двигатель, мощность которого не превышает 500 Вт, и подручные материалы. В качестве привода может использоваться и дрель. Конечно, для изготовления токарного станка потребуются некоторые навыки.

Устройство задней бабки самодельного токарного станка по дереву

Для строительства станка необходимы следующие элементы:

• металлическая станина;
• электромотор;
• подручник;
• задняя бабка.

Не помешает обзавестись чертежом, который поможет сориентироваться в размерах и правильно изготовить все элементы конструкции для последующей ее сборки.

Как изготовить самодельный сверлильный станок своими руками с мотором

Для начала нужно подготовить вал электромотора. Для этого на него устанавливается планшайба, подойдет и стальной центр с резьбой. Монтаж второго центра осуществляется в трубку задней бабки. Для изготовления станины потребуется пара уголков размером 5х3 см, их длина – 15 см. К станине с помощью болтового соединения крепится мотор.

Пример самодельного сверлильного станка

На следующем этапе изготовления самодельного станка своими руками выполняется сборка бабки. Этот элемент формируется из пары горизонтальных и пары вертикальных уголков. К ней крепится труба, предназначенная для шпинделя. В нее нужно вставить болт, диаметр которого составляет 1,2 см. Предварительно его головка затачивается под прямым углом. Таким образом, обозначается центральная часть шпинделя. После этого бабка устанавливается на станине. На верхней стойке, которая соединяется с горизонтальными уголками, необходимо закрепить методом сварки трубку.

Для изготовления подручника нужно взять стальной стержень с фаской. Также этот элемент должен иметь отверстие, которое будет использоваться для закрепления опорной линейки. Необходимо вертикально приварить трубку со стопорным винтом к длинному уголку. Затем в нее вставляется стержень подручника.

В качестве шпинделя передней бабки будет использоваться ротор мотора, на котором закреплена планшайба. В ней нужно выполнить несколько отверстий. В центральной части будет вставляться вилка. Отверстия по краям предназначены для фиксации детали с помощью шурупов.

Даже с помощью простых инструментов можно создать интересные деревянные изделия, для этого необходимо изучить технологию работы с инструментом и практиковаться

Как изготовить своими руками из дрели токарный станок по дереву

Имея под рукой верстак с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно соорудить токарный станок, не прибегая к строительству станины. Электрическая дрель в этом случае будет выполнять функцию вращательного привода и передней бабки. Согласно простейшему чертежу станка этот инструмент достаточно закрепить на поверхности верстака через шейку. Для фиксации подойдут струбцины и хомут.

Далее нужно изготовить упор, который будет выступать в роли задней бабки.

Этот элемент монтируется напротив дрели. Для его создания можно взять два бруска из дерева и регулировочный винт, заточенный с одного конца под конус. Если предполагается использование станка для обработки массивных деревянных заготовок, то желательно зафиксировать упор на столе с помощью струбцин.

Для изготовления инструмента своими руками достаточно недорогих материалов. Токарный станок на основе дрели можно использовать для вытачивания различных деталей:

• дверные ручки;
• конструкционные детали лестницы;
• декоративные изделия и т. п.

С помощью верстака с прочной и ровной рабочей поверхностью, можно сделать токарный станок из дрели своими руками

Чтобы расширить функциональные возможности инструмента, его конструкцию можно дополнить насадками и прочими приспособлениями, способными улучшить качество работы.

К таким усовершенствованиям можно отнести:

• выполнение намотки на трансформаторах;
• нанесение красящего состава поверх вращающейся детали для создания узоров;
• нанесение спиральных насечек на заготовку и т. п.

Установка специальной приставки в виде копира позволит использовать станок для создания целой серии одинаковых деталей или изделий по шаблону.

Пример многофункционального самодельного деревообрабатывающего станка из дрели

Это интересно: Бур для перфоратора — выбор ударно-режущей насадки, ее назначение

Как делать фрезер из болгарки?

Первый вариант фрезера, который мы рассмотрим, делается из болгарки. Сначала приведем список материалов и инструментов, что потребуются для его создания, а после этого непосредственно инструкцию по его изготовлению.

Инструменты и материалы

Если говорить о материалах и инструментах, потребуются:

• небольшая углошлифовальная машина с кругом 125 миллиметров;
• пара дисков – зачистной и обрезной;
• тиски;
• эмульсия СОЖ;
• мел;
• метчик типа М14;
• кусок железа листового типа, что имеет толщину около 1,5 миллиметров;
• кусок двутавра 18 см с длиной – 200-250 миллиметров или же лист железа 5-миллиметровой толщины;
• пара удлиненных гаек, а также пара обычных гаек, что имеют диаметр 8 миллиметров;
• пара болтов с характеристиками 8 на 40 мм;
• сверла на 0,8 и 1 сантиметр;
• пара болтов 8 на 10 мм;
• корд-щетка для болгарки, что имеет ворс из металла;
• патрон для дрели с резьбовым соединением размером 1,5-13 миллиметров;
• коронка круглой формы с диаметром 4 сантиметра для проделывания отверстий;
• пара зажимных болтов, оснащенных барашками размером 8 на 20 мм;
• пара 8-миллиметровых гаек;
• 10 сантиметров трубы квадратной формы 2,5 на 2,5 сантиметра, а также полметра профиля 2 на 2 сантиметра.

Кроме того, потребуются чертежи устройства. Их можно найти в интернете или в специализированной литературе.

Пошаговая схема

Так, чтобы сделать фрезер ручной по дереву, нам потребуется сначала сделать для него подошву. Для этого потребуется взять железный лист 5-миллиметровой толщины для обеспечения жесткости будущей конструкции, потребуется отрезать кусок размером 12 сантиметров, после чего зажать его в тиски и хорошо отшлифовать корд-щеткой. Потом остается разместить при помощи мела пластину по заранее созданному лекалу.

Затем в тисках, следует осторожно вырезать металл при помощи диска отрезного типа, не выходя за намеченные контуры. Чтобы довести все по разметке, следует воспользоваться диском для зачистки. После этого деталь будет готова. Именно она станет основой всего.

1. Теперь потребуется сделать крепление для самой болгарки. Для этого следует при помощи коронки проделать отверстие с 4-сантиметровым диаметром в оставшейся части пластины из металла. Это можно сделать при помощи перфоратора, предварительно переведя его в режим сверления.
2. Металл тут сам по себе толстый, и чтобы избежать посадки коронки, следует время от времени подливать СОЖ-эмульсию, что состоит из масла и воды. Саму деталь следует придерживать при помощи струбцины. Работа должна проводиться на подложке из дерева. В результате должна получиться толстая шайба с ровной дыркой и ровными полями.
3. После этого следует создать основание для крепления УШМ к ранее созданной детали. Следует просто отрезать ненужные части и обработать ее абразивным материалом. Теперь следует произвести подгон отверстия под часть мотор-редуктора болгарки, что является неподвижной и немного выступает. Это и будет основой крепления.
4. Запчасть требуется немного доработать путем обрезания выступов. После этого следует начать создание кронштейнов, чтобы инструмент мог двигаться вверх. Для этого потребуются приготовленные части труб квадратной формы. Большая будет двигаться по той, что меньше. А трубы размером 20 на 20 будут выступать в роли направляющих.
5. Теперь следует обрезать на отрезном станке пару тонких трубок 2 на 2 сантиметра с длиной 30 сантиметров, чтобы влез патрон, где есть длинная фреза, а также достаточное расстояние для регулирования высоты. Как салазки у нас будет пара труб 2,5 на 2,5 сантиметра с 4-сантиметровой длиной. В одной потребуется проделать дырку диаметром 1 сантиметр и приварить гайку на 8 мм. После этого при закручивании болта салазки будут контриться болтом с барашком, оснащенным направляющей трубой.

Теперь на прихватках следует создать конструкцию из:

• пары направляющих 2 на 2 сантиметра;
• пары салазок 2,5 на 2,5 сантиметра;
• конструкции крепления к редуктору УШМ.

Осторожно следует произвести обварку направляющих кронштейнов, прикрепляя их намертво к вышеупомянутой подошве. Тут нельзя перегреть металл трубки, иначе свободное перемещение салазок будет невозможным. После этого следует крепко приварить зажим УШМ к паре отрезков труб, что потребуются для вертикального передвижения.

Но зажим этот будет работать нормально лишь после создания фиксатора.

Его можно сделать следующим образом.

• Следует проделать посредине с образованием 5-миллиметровый зазор.
• С одной стороны дуги, что получилась, привариваем гайку удлиненного типа, а с другой – самую простую. Гайку потоньше следует предварительно рассверлить большим сверлом, чтобы болт ходил свободно. Это лучше делать, зажав предварительно конструкцию в тиски. После этого болт, что закручивается, будет крепко фиксировать болгарку за выступающую область редуктора в вертикальном положении. На этом часть, что отвечает за передвижение инструмента готова. Правда, некоторые устройства бывают без редуктора, что основаны на других приспособлениях.

• После этого требуется подготовить уши крепления для отверстия редукторного корпуса. Делаются они из тонкого металла, толщина которого будет не более полутора миллиметров. Маркером рисуется удлиненный овал, где с одной стороны проделывается отверстие под болт. Детали следует согнуть под диагонали в тисках аккуратным постукиванием молотком. Нижняя часть ушка варится к созданному фиксатору, а верхнюю следует прикрутить к редукторному корпусу. Основная часть нашего фрезера готова. Теперь должна быть присоединена насадка или патрон, после чего останется собрать изделие и настроить его.
• Патрон следует взять самый простой. Диаметр зажимаемого фрезера либо сверла будет зависеть от мощности мотора УШМ, а также задач, что планируется реализовать. Достаточно будет любого варианта, что имеет разбег зажима в диапазоне 1,5 – 13 миллиметров. Единственный важный момент, на который следует обратить внимание – резьбовая патронная посадка.

С большой долей вероятности ни шаг резьбы, ни диаметр отверстия не совпадут с аналогичными моментами на болгарке. Тогда потребуется взять метчик М14, после чего накрутить шайбу прижимного типа. Остается убедиться, что люфта нет, а значит, совпадение шага присутствует.

Остается нарезать резьбу и накрутить патрон на болгарочный шпиндель. На этом получилось готовое изделие для закрепления фрезы.

Теперь остается произвести сборку. Для этого сначала следует покрасить и высушить все составные элементы. Готовые части собираются на углошлифовальную машину, прочно зажимаем редуктор в крепления:

1. надеваем крепеж на редукторную головку, после чего следует ее крепко закрутить;
2. далее следует ее соединить еще болтами с креплением для жесткости;
3. устанавливаем фрезу в патрон, после чего крепко закрепляем;
4. монтируем основание и надеваем инструмент с салазками;
5. производим регулировку высоты инструментами болтами на салазках.

То есть у нас получился надежный и высокопроизводительный самодельный фрезер из болгарки.

Резка алюминия и как получить хорошие результаты

Баланс: Фрезерный станок по металлу с высокой скоростью подачи и очень малой глубиной за проход позволяет хорошо охлаждать фрезу. Она будет проходить по заготовке из алюминиевого сплава достаточно быстро, чтобы охладить себя, но, если инструмент задержится слишком долго (медленная подача и глубокая глубина за проход) в одном и том же месте, он будет нагреваться и плавить место реза на заготовке из-за трения. Следует учитывать, что фрезерные станки с ЧПУ практически любого типа могут успешно разрезать алюминий.

Рассмотрим такую аналогию: взрослый может выкопать яму довольно быстро и набирать большое количество песка в лопату за раз. Ребенок может копать песок тоже, но только царапать поверхность раз за разом, а не набирать полную лопату. Ребенок, в конце концов, достигнет такой же глубины, что и взрослый, но это займет немного больше времени.

Проблема: ребенок не использует лопату наиболее эффективно, потому что острый кончик лопаты будет затупляться быстрее, чем верхняя часть лопаты, тогда как взрослый будет равномерно работать всей лопатой. Так обстоит дело и с торцевыми фрезами. Чем глубже вы сможете пройти по заготовке фрезой, тем более равномерно она будет изнашиваться, продлевая свой срок службы.

Итак, какие же параметры должны быть соблюдены? Это важный вопрос, потому что результат может вылиться в копеечку. У нас есть хороший пример. Как уже было написано выше, используется компактный фрезерный станок по металлу с ЧПУ и вихревая система для продувки фрезы воздухом с температурой -50 градусов

Разрезаемый материал марки 6061, который является структурным сортом алюминия, а его толщина составляет 5 мм, но не важно, так как резка производится с большим количеством проходов. Чем толще материал, тем дольше потребуется времени на обработку, впрочем, это и так ясно

Для резки используется китайский шпиндель со скоростью 13 000 оборотов в минуту. Скорость подачи (скорость, с которой концевая фреза проходит через разрез) устанавливается между 300 и 430 мм/мин. Глубина за проход – это важный параметр, который следует тщательно подбирать. Компания Onsrud, имеющая большой опыт в производстве торцевых фрез, рекомендует, чтобы глубина за проход составляла 1/2 диаметра режущей части фрезы. Для 3 мм концевой фрезы — это около 1,5 мм, но для чистовой обработки все же лучше брать глубину, равную четверти диаметра режущего инструмента.

При резке металла вибрация заготовки является основной проблемой, которую необходимо устранить. В домашних условиях можно использовать самые различные способы фиксации, начиная от струбцин и заканчивая специальным вакуумным столом. Независимо от того, какой метод зажима или закрепления используется, убедитесь, что он вообще не будет двигаться и что зажим (винты, хомут) находится как можно ближе к месту реза.

Подведем итоги

Исходя из вышесказанного, можно выделить такие пункты, запомнив которые фрезеровать металл станет гораздо проще:

1. Не торопитесь. Лучше потратить больше времени на обработку, чем убить гору недешевого инструмента и испортить не одну заготовку.
2. Используйте твердосплавные фрезы. Именно они будут служить очень долго при правильно подобранных режимах резания. И желательно покупать фрезы проверенных производителей и в специализированных магазинах.
3. Используйте фрезы меньшего диаметра. Лучше сделать больше проходов и получить красивое место реза, чем снять килограмм алюминия за один рез, выбросить «сгоревший» инструмент и увидеть оборванные края заготовки.
4. Не параноить по поводу чистки мест реза. Не нужно стоять со щеткой или пылесосом над заготовкой, которую обрабатываете, достаточно в конце просто смести все отходы или собрать их магнитом (если это ферромагнитный материал).
5. Смазывать рабочий инструмент туманом из охлаждающей жидкости. Эффект «тумана» достигается при использовании специального штуцера на подающем жидкость патрубке.
6. Не замедляйте подачу слишком сильно. При слишком медленной подаче фреза вместо того, чтобы резать материал, начинает тереться о него и очень сильно греться, что приводит к перегреву инструмента и оплавлению места реза (если заготовка из легкоплавкого материала).
7. Если ваши станки по металлу не имеют достаточно быстрой подачи, используйте меньшее количество проходов и увеличьте диаметр фрезы.

Установка передней и задней бабки

Одни из самых главных деталей станка — это передняя и задняя бабки. Между ними зажимается заготовка. Передняя бабка непосредственно осуществляет вращение изделия.

Важно!

Для изготовления основы передней бабки – шпиндельного вала — необходимо обратиться к профессионалам токарям по металлу или найти готовую деталь или в целом готовые модули бабок в специализированных магазинах.

Конструкция передней баки состоит из двух подшипников типа S, V или U, которые крепятся болтами к станине вала, выточенного, из углеродистой стали диаметром 40 мм, патрон для зажима детали.

Вал оборудован тремя или четырьмя штифтами, которые способствуют ликвидации вибрации. Вал пропускается через подшипник и на него крепят штифты с креплением шпонкой или другим фиксатором цилиндрических деталей, после вал закрепляется на втором подшипнике, который уже намертво притягивается болтами к стальным уголкам или доске станины.

Задняя бабка также производит вращательные движения, однако не приводит изделие в движение. Особенно важным является зафиксировать заднюю бабку на одной оси с передней, ведь от этого будет зависеть вся последующая работа.

Справка. Для последующего контроля оси переднюю бабку можно сконструировать с юстировочными винтам, которые позволят незначительно изменять ось вращения передней бабки.

Задняя бабка состоит из следующих элементов:

1. Основание из стального уголка или аналогичного материала, подобное основанию передней бабки.
2. Направляющая труба.
3. Внутренняя трубка или пиноль. Изготавливается таким образом, что ее можно поместить в направляющую трубу, а после пропустить через пиноль приводной винт.
4. Приводной винт. Винт с гаечной резьбой под трубку пиноли. Для крепления маховика на задней части предусматривается 8 мм резьба.

Необходимые инструменты

Для изготовления станины применяется очень плотный кусок чугуна или нержавеющей стали. К суппорту сверху присоединён особый вал. Его верхняя зона возвышается над столом через отверстие. Во всех таких станках можно настраивать высоту подъёма вала.

Сверху монтирован шпиндель, оснащённый инструментом для резки. В промышленных моделях используется солидный режущий арсенал. Ключевыми типами оснастки служат: диск, нож и фрезы разной формы.

Для осуществления резки строго по прямому вектору задействуется специальная направляющая планка. За счёт особого крепёжного узла она перемещается на нужную длину. Качество обработки значительно возрастает, если динамика вращения шпинделя высока.

Выбор материалов для фрезера

Для изготовления копировального фрезера рекомендуются следующие материалы:

• коленный цементированный полированный вал диаметром 16 мм;
• подшипники линейного типа – 2 шт.;
• направляющие рельсы длиной 90 см – 2 шт.;
• прямоугольная труба 30 х 60 мм и 40 х 40 мм с толщиной стенки не более 3 мм;
• металлическая пластина 90 х 10 см;
• концевые стойки – 2 шт.;
• коромысло для крепления копира и фрезы – 2 шт.;
• подвижная муфта – 2 шт.;
• муфта корончатого типа для поворота детали и шаблона.

Размеры всех элементов уточняются при разработке детального чертежа.

Принцип работы фрезерных станков по дереву

Оборудование этой категории предназначено для создания изделий из дерева. Технология напоминает работу скульптора, отсекающего лишние части бесформенной заготовки. В данном случае основные функции выполняет фреза. Этот инструмент с острыми гранями вращается на большой скорости, что ускоряет выполнение рабочих операций. Его приводят в действие электрическим двигателем. Для обеспечения необходимой точности движения применяют специализированные механические устройства.

Принципиальная схема и кинематика

На чертеже изображена конструкция станка профессиональной категории. Этот пример подойдёт для изучения типовых функциональных компонентов:

1. Чтобы ручное перемещение заготовок было точным, применяют специальные линейки (1, 5) и многопозиционный сектор (2) с зубцами. Эти детали закреплены на столе (17).
2. Ограничитель (4) предотвращает попадание в рабочую зону посторонних предметов.
3. На расстоянии удобного доступа помещают пульт (6). Сюда выносят аварийный выключатель питания, другие элементы управления.
4. Фреза (3) установлена на шпинделе (12). Он укреплён дополнительной верхней опорой (7), которая вставлена в кронштейн (8). Для подъёма этого узла есть специальный маховик (9).
5. Рукояткой (10) с винтовым приводом регулируют натяжение ременной передачи.
6. Электромотор (11) размещён в нижней части. Массивная станина обеспечивает устойчивость во всех рабочих режимах.
7. Отдельным маховиком (13) изменяют высоту шпинделя. Переключателем (15) устанавливают его частоту вращения.
8. На боковой стенке установлен главный выключатель (16).

Такая конструкция рассчитана на сильные нагрузки. Она подходит для создания металлообрабатывающего оборудования. В данной публикации речь идёт о фрезерных станках по дереву, поэтому допустимо применение менее прочного силового каркаса, электроприводов сравнительно небольшой мощности.

Фреза установлена в шпиндель по направлению вверх, привод – в нижней части корпуса

Такая конструкция с широким и прочным столом хорошо подойдёт для торцевой обработки крупных заготовок. Рабочие операции выполняются вручную, поэтому пригодятся линейки и другие ограничители.

Фрезерный станок вертикальный по дереву (фабричная модель)

В этом варианте обеспечивается более высокая точность обработки с помощью жёсткой фиксации заготовки и встроенных механизмов плавного перемещения.

Фрезеровальный станок по дереву с числовым программным управлением (ЧПУ)

Это наиболее дорогостоящее оборудование с улучшенными техническими характеристиками. Здесь шпиндель для фрезерного станка по дереву перемещается вместе с инструментом по заданной траектории очень точно с применением шаговых двигателей без вмешательства и тщательного контроля со стороны пользователя. Обеспечивается высокая скорость обработки без ущерба качеству. Дополнительным преимуществом является возможность многократного повторения одинаковых технологических процессов.

Копировальный горизонтальный фрезерный станок по дереву

В этой конструкции рабочий узел жёстко соединён с контрольным щупом, который ограничивает его перемещения с учётом формы образца. С применением этого неслишком сложного приспособления можно создавать качественные копии в домашней мастерской.

К сведению! При необходимости можно найти инструкции по созданию токарно-фрезерных самодельных станков по дереву, других модификаций. В любом случае необходимо заранее определить характеристики будущих технологических операций для уточнения параметров подходящего оборудования.

Что такое станок с ЧПУ?

Первые программные продукты, используемые в станках, были разработаны еще в 1804 году – это перфокарты с двоичным кодом. Далее, на смену пришли механизмы кулачного типа, которые обеспечивали плавность работы механизмов, но теряли в простоте разработки алгоритмов. Первый станок с электрическим двигателем, имеющий числовое управление, был разработан Пэрсонсоном, а его промышленное применение началось в 1949 году – агрегат использовался для штамповки деталей для самолетов.

На просторах советского пространства, первым устройством с ЧПУ стал токарно-винторезный станок 1К62ПУ. Разработка оборудования датируется второй половиной 60-х годов. После 1980 тем наращивания автоматизированного станочного оборудования резко возрос по всему миру, и в 2022 году вы можете наблюдать невероятный скачок в данной сфере деятельности.

1) Понятие ЧПУ станка и достоинства технологического решения

Направление не является простым для понимания, потому, перед непосредственной разработкой фрезерного станка по металлу с ЧПУ своими руками, необходимо изучить определенную теоретическую базу.
ЧПУ – это аналог двух иностранных аббревиатур:

• NC (Numerical control).

  Прародитель нынешних систем управления. В основе лежит контроль работы за счет жестких схем (штекеры, переключатели и так далее). Алгоритмы хранятся на внешних носителях, а оперативной памяти, как таковой, не имеется;

• CNC (Computer numerical control).

  Нынешние системы управления оборудованием, которые для работы используют специализированное программное обеспечение. Важнейшими элементами систем в аппаратном аспекте являются контроллеры и процессоры.

На крупяных заводах работа происходит по модели автоматизированного рабочего места, где программы работы передаются на оборудование через локальную/глобальную сеть. Современные ЧПУ-станки могут в 3-5 раз увеличить скорость работы по сравнению с ручным изготовлением деталей.

Важно: современное ЧПУ оборудование оперирует двумя взаимосвязанными направлениями — CAD и CAM. Первая система отвечает за проектировку, а вторая за непосредственное ее производство.

ЧПУ-оборудование – это механизмы, производящие новую деталь путем вычета с заготовки лишнего. Некоторые относят к направлению и 3D принтеры, но такие приспособления лишь косвенно можно назвать станками, ведь детали они создают с нуля.

Преимущества оборудования с ЧПУ:

1. Минимизация влияния человеческого фактора на процесс работы оборудования.
2. Скорость, плавность и направление задается заранее, а сбоев в работе таких программах наблюдается крайне мало.
3. Не требуются операции по разметке.
4. Простая работа и перенастройка алгоритмов для различных типов деталей.
5. Высокая скорость работы.
6. Минимальные объемы брака – не тот размер, изломы и так далее.
7. Эффективность при выполнении разноплановых типов задач.
8. Регламентированность по времени позволяет планировать производство, и прогнозировать сроки исполнения заказов заранее.

Хотя станки с ЧПУ и обладают массой положительных качеств, пренебрегать недостатками оборудования также не стоит – высокая стоимость, не совершенность ПО и узкая направленность в процессах. Станки с ЧПУ хорошо заходят для массовой обработки, но в отношении уникальных элементов, такой подход не прокатит.

О компонентах современных ЧПУ устройств расскажет таблица ниже. Детально изучив узлы, создать ЧПУ своими руками по металлу в будущем будет куда проще, нежели делать все наобум по примитивным чертежам из сети интернет.

Благодаря заранее проработанному алгоритму работы, человеческий фактор влияния на работу сводится к минимуму. Роль человека в современных станках с ЧПУ – оператор и обслуживающий персонал. При управлении – это нажатие пары кнопок и включение/выключение агрегата из розетки. С техобслуживанием + ремонтом куда сложнее – этим уже занимаются узкие специалисты.

2) Классификация станков с ЧПУ + области применения оборудования

Подобное оборудование рассчитано на обработку любого типа сырья – от пластика до прочных марок стали. В зависимости от выбранного материала деталей в обработке, следует разделить оборудование на 5 категорий.
Распределение станков по типу обработки:

• сверлильные. В основе механизма – сверло, которое за счет вращательного движения проделывает отверстия необходимого диаметра, либо идет «вскользь» заготовки для получения неправильных форм;
• токарные. Здесь уже идет вращение самого объекта по/против часовой оси или под определенным углом. Головка бура остается неподвижной;

2 варианта сборки токарного станка по металлу своими руками

• фрезерные. Режущие насадки головок помогают избавляться от ненужных материалов заготовки и придавать ей необходимую форму;
• химические/электрические. Особое направление в обработке, где применяются специализированные технологии по резке металлов. Например, EDM ультразвуковая или фотохимическая обработка;
• прочие. Сюда относят все технологии, которые не вписываются в вышеуказанные – станки по лазерной обработке, кислородная резка и так далее.

Чаще остальных в бытовом применении (хотя сами по себе станки с ЧПУ в быту — это диковинка), используются фрезеры и агрегаты по обработке мягких металлов или дерева. Детальнее по классификации станочного оборудования с ЧПУ расскажет таблица ниже.

При запуске производственного бизнеса станочное оборудование с ПО – это дорогое, но верное решение. Повышенные траты на закупку/техобслуживание компенсируются за счет экономии на рабочей силе. Вместо 10 человек, производству потребуется 2-3 оператора.

Самодельный фрезер: вариант №1

Фактически эта модель представляет собой сочетание токарного и сверлильного станка. От первого будет использована станина. На направляющие устанавливается координатный стол, который будет передвигаться по одной оси. На место передней бабки монтируется опорная колонна для установки фрезерной головки.

Электродвигатель монтируется отдельно, чтобы его вибрация не влияла на точность выполнения операций. В верхней части фрезерной головки необходим натяжитель. С его помощью выполняется регулировка ременного привода.

Особенности самостоятельного изготовления фрезерного станка:

• смещение рабочей головки в вертикальной плоскости происходит с помощью червячной передачи;
• плита для установки заготовок с пазами крепления;
• монтаж осветительного прибора для повышения точности выполняемых работ.

С помощью этого фрезерного станка можно делать основные операции по обработке металлических заготовок. Недостаток конструкции – отсутствие поворотного механизма на рабочей головке.

Выбор схемы изготовления

Сначала необходимо определиться с типом выполняемых операций. Дополнительно учитывается максимальный размер заготовок, их масса и конфигурация. Для домашнего применения рекомендуется сделать настольный фрезерный станок. Он будет монтироваться на самодельную или заводскую станину.

Обработка происходит за счет смещения рабочей головки относительно заготовки. Оптимальная схема — изменение высоты и наклона фрезерного станка и перемещение рабочего стола по осям координат X и Y.

Для реализации этого потребуются следующие компоненты:

• Станина. Она предназначена для установки оборудования и устойчивости станка.
• Фрезерная головка с электроприводом. Это должна быть заводская модель с конусом Морзе.
• Электродвигатель для привода головки. Оптимальная мощность — до 500 Вт.
• Коробка передач. Для домашнего использования можно применить ременную схему.
• Блок управления – выключатель и предохранители.

Делать станок полностью из подручных материалов трудоемко и долго. Можно использовать заводские комплектующие, обеспечивающие хорошие технические характеристики и надежность работы оборудования.