Сверлильный станок для печатных плат своими руками: чертежи, фото, видео

Сверлильный станок для печатных плат относится к категории мини-оборудования специального назначения. При желании такой станок можно сделать своими руками, используя для этого доступные комплектующие. Любой специалист подтвердит, что без использования подобного аппарата трудно обойтись при производстве электротехнических изделий, элементы схем которых монтируются на специальных печатных платах.

Простой мини станок для печатных плат

Регулятор скорости вращения мотора

Для управления скоростью вращения 12 вольтового DC мотора, на основе которого построен миниатюрный сверлильный станок, был приобретен этот PWM модуль. Его стоимость на Aliexpress составила 108 руб без учета стоимости доставки осенью 2022 года.

Характеристики модуля:

• Рабочее напряжение: DC6V-DC28V
• Управление мощностью: 0,01-80 Вт
• Максимальный ток: 3A
• Ток покоя: 0,01a (в режиме ожидания)
• Рабочий цикл ШИМ: 0%-100%
• Частота ШИМ: 15 кГц
• Размер платы: 32 мм * 50 мм * 15 мм

Во время работы на модуле светится SMD светодиод красного цвета, который меняет яркость свечения в соответствии с выбранным режимом мощности.

В основе схемы модуля находятся чипы и микросхемы:

• LR8726 (IOR) — 30V, HEXFET Power MOSFET.
• S10 45 GKIKG412 (ST) — Возможно, что это Schottky Barrier Rectifier (выпрямитель тока) 45V 5A .
• NE555 — универсальный таймер — микросхема для генерации одиночных и повторяющихся импульсов.

Поверх элементов с корпусом TO252 был установлен небольшой радиатор, но термоинтерфейс в виде термопасты отсутствовал. Кроме того, поверхность радиатора была недостаточно гладкой.

Эти недочеты были легко устранены — радиатор отшлифован и нанесена термопаста КПТ-8. Однако в более новых ревизиях этих модулей такой радиатор отсутствует, и в описаниях на страницах продавцов указано, что устройство может спокойно работать и так.

15 Декабря 2022. Дополнения 7 Февраля 2022.

GTXpert

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить , но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Двухшпиндельный станок

Для растачивания с обеих сторон отверстия и обтачивания торцов в деталях применяется двухшпиндельный станок. Но существует несколько нюансов в данном оборудовании, с которыми стоит познакомиться:

1. Вертикальный двухшпиндельный станок для глубокого сверления модели ОС-402А имеет ступенчатый и автоматический цикл сверления.
2. Для повышения собственной производительности разработан карусельно-фрезерный двухшпиндельный агрегат.
3. Конструкция двухшпиндельного станка для притирки арматуры проектировалась и изготавливалась на предприятии Ленэнерго.
4. Для навертывания двух резьбовых деталей одновременно с обоих концов валика на другом производстве изготавливался двухшпиндельный агрегат с механическим приводом со шпинделем в горизонтальном исполнении.
5. Трехшпиндельный аппарат типа С — 13 и агрегат типа С — 12 имеют схожесть в технической характеристике и конструкции. Но существует и разница между машинами, где стол у двухшпиндельного станка имеет меньшую длину.
6. С одним или двумя шпинделями существуют плоскошлифовальные машины с круглым столом. Разница в том, что двухшпиндельный аппарат один шпиндель используется для предварительного шлифования, а другой используется для окончательного.
7. Приспособления для накатывания стержня и галтелей у валов имеют большой спрос у населения. Лишь в некоторых случаях можно рассчитывать на одновременную накатку двух валов с их стороны для двухшпиндельного станка, так же установка специального клапана присутствует на станке.
8. Специализированный станок имеет ручное управление и благодаря модели 4723Д — механический привод. Так же машина используется для многопозиционной обработки многих деталей. В его комплект входят следующие: станок, машинный генератор униполярных импульсов, высокочастотный электронно-полупроводниковый генератор. В отличие от данной модели двухшпиндельный станок усилен Г – образной траверсой.

Стоит заметить, что каждый двухшпиндельный агрегат представляет собой самое мощное оборудование для любого цеха, которым стоит воспользоваться любому мастеру.

Особенности оборудования для сверления отверстий в печатных платах

Станок для сверления печатных плат – это одна из разновидностей сверлильного оборудования, которое, учитывая очень небольшие размеры обрабатываемых на нем деталей, относится к категории мини-устройств.

Любой радиолюбитель знает, что печатная плата – это основание, на котором монтируются составные элементы электронной или электрической схемы. Изготавливают такие платы из листовых диэлектрических материалов, а их размеры напрямую зависят от того, какое количество элементов схемы на них необходимо разместить. Любая печатная плата вне зависимости от ее размеров решает одновременно две задачи: точное и надежное позиционирование элементов схемы относительно друг друга и обеспечение прохождения между такими элементами электрических сигналов.

В зависимости от назначения и характеристик устройства, для которого создается печатная плата, на ней может размещаться как небольшое, так и огромное количество элементов схемы. Для фиксации каждого из них в плате необходимо просверлить отверстия. К точности расположения таких отверстий относительно друг друга предъявляются очень высокие требования, так как именно от этого фактора зависит, правильно ли будут расположены элементы схемы и сможет ли она вообще работать после сборки.

Сверление отверстий в фольгированном гетинаксе на самодельном станке

Сложность обработки печатных плат состоит еще и в том, что основная часть современных электронных компонентов имеет миниатюрные размеры, поэтому и отверстия для их размещения должны иметь небольшой диаметр. Для формирования таких отверстий используется миниатюрный инструмент (в некоторых случаях даже микро). Понятно, что работать с таким инструментом, используя обычную дрель, не представляется возможным.

Все вышеперечисленные факторы привели к созданию специальных станков для формирования отверстий в печатных платах. Эти устройства отличаются несложной конструкцией, но позволяют значительно повысить производительность такого процесса, а также добиться высокой точности обработки. Используя сверлильный мини-станок, который несложно изготовить и своими руками, можно оперативно и максимально точно сверлить отверстия в печатных платах, предназначенных для комплектации различных электронных и электротехнических изделий.

Сверлильный станок из старого микроскопа

Мини электродрель своими руками – очень просто и быстро

И вновь, Всем доброго дня, Уважаемые энтузиасты самодельных устройств, инструментов и других механизмов.

Сегодня с удовольствием хочу поделиться с Вами, простым способом изготовления несложного, бюджетного варианта изготовления мини электродрели. Затем с Вами рассмотрим, выявленные плюсы и минусы, получившегося изделия. Мини дрель получила широкое распространение и применяется для выполнения невероятно большого объема задач в домашних условиях, гараже, на даче или ремонте. Мини дрель применяется для самых различных мелких работ. В частности, используется для сверления электрических печатных плат, обычная электрическая дрель для таких работ совершенно не годится. Мини дрель, оснащенная специальными насадками, вполне может применяться в роли гравера, либо шлифовальной машинки или фрезера. Для использования ее в данном качестве используются специальные насадки с шероховатой рабочей поверхностью. В процессе работы насадка обрабатывает деталь либо наносит необходимый рисунок на обрабатываемое изделие. Разумеется, толстое железо мини дрель не осилит, но отверстие в металлическом листе толщиной до одного миллиметра, просверлить силенок вполне хватит. Вариантов изготовления мини-дрели собственными руками, невообразимое множество. Все укладывается в ваш полет воображения, фантазии и сдерживается исключительно имеющимеся в наличии у вас комплектующими для изготовления дрели. Так что ваши фантазии ограничиваются только вашими закромами запчастей. Сердцем любой мини дрели служит небольшой, но достаточно мощный электро двигатель. Так же для изготовления нашей мини дрели потребуется цанговый патрон (цанговый патрон – это разновидность сверлильных патронов. Они удерживают сверло в дрели во время процесса сверления. От качества цангового патрона и соответственно крепления сверла к электродвигателю зависит качество выполняемой работы электро дрели. Поэтому к выбору цангового патрона следует подойти со всей ответственностью), качественно цанговый патрон изготовить своими силами в домашних условиях довольно проблематично, так, что его лучше приобрести в магазине . Стандартные патроны (с цангами под сверла диаметром от 0,5 до 3,2 миллиметра) можно найти в любом интернет магазине по доступной цене, цена варьируется от 100 до 150 российских рублей

Немаловажной деталью мини дрели, где размещаются и крепятся все комплектующие является корпус. Вариантов множество, в нашем случае используется трубка из фановой трубы, внутренний диаметр которой, как нельзя лучше совпал с наружным диаметром электро двигателя

При фиксации в корпусе двигатель встал практически без зазоров. Соединительные электрические провода – подбираются исходя из мощности дрели, но в связи с тем, что мы используем электродвигатель с невысоким потреблением мощности, подбираем электрические изолированные провода небольшого сечения. Для качественной пайки электрической схемы нам будут нужны кислота для пайки и оловянные прутки, паяльник или соединительные разъемы. Мини дрель самостоятельно может собрать практически любой начинающий самодельщик энтузиаст. Дело за желанием и усидчивостью. Как всегда о соблюдении техники безопасности, при работе с инструментами повышенной опасности. Работайте аккуратно. Соблюдая все правила техники безопасности. Не пробуйте электричество языком на вкус, не суйте пальцы куда собака не сует свой хвост. Перед любым действием, включайте мозг. И тогда, поверьте на слово, у каждого члена вашей дружной семьи, включая собачку, будет по собственной мини дрели.

Порядок сборки самодельного устройства

Как показывает практика, осуществлять сборку самодельного станка для сверления отверстий в печатных платах удобнее всего в определенной последовательности. Действовать надо в соответствии со следующим алгоритмом.

• Выполняется монтаж станины, и к ее нижней стороне крепятся ножки, если они предусмотрены в конструкции.
• К собранной станине крепятся планка перемещения и рамка держателя, на которой будет смонтирована сверлильная головка.
• Рамку держателя соединяют с амортизатором, также фиксируемым на станине оборудования.
• Устанавливается ручка управления перемещением сверлильной головки, соединяемая с амортизатором или рамкой держателя.
• Монтируется электродвигатель, положение которого тщательно регулируется.
• К валу приводного электродвигателя посредством переходников крепится цанга или универсальный патрон от дрели.
• Выполняется монтаж блока питания, соединяемого с электродвигателем посредством электрических проводов.
• В патрон устанавливается сверло и надежно фиксируется в нем.
• Собранный самодельный станок тестируют, пробуя просверлить с его помощью отверстие в листовом диэлектрике.

Для того чтобы ваш самодельный сверлильный мини-станок можно было всегда разобрать и доработать, для соединения его конструктивных элементов лучше всего использовать болты и гайки.

При желании изготовить своими руками мини-оборудование для получения отверстий в печатных платах всегда можно воспользоваться чертежами и советами тех, кто уже является обладателем такого станка и активно работает на нем в своей домашней мастерской.

Детали для сборки

1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
6. Микропереключатель KMSW-14
7. Винт М2х16 — 2шт
8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
15. Болт М8х80 — 1шт
16. Гайка М2 — 2шт
17. Гайка М3 квадратная — 11шт
18. Гайка М3 — 13шт
19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
20. Гайка М4 — 2шт
21. Гайка М4 квадратная — 1шт
22. Гайка М8 — 1шт
23. Шайба М2 — 4шт
24. Шайба М3 — 10шт
25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
26. Шайба М3 гроверная — 17шт
27. Шайба М4 — 2шт
28. Шайба М8 — 2шт
29. Шайба М8 гроверная — 1шт
30. Набор монтажных проводов
31. Набор термоусадочных трубок
32. Хомуты 2.5 х 50мм — 6шт

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.
Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.

Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.

Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере.

Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.

С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.

Но все это проще один раз увидеть на видео:

На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Cверлильный станок своими руками

Что делать если дома нет сверлильного станочка для печатных плат? Покупать конечно же дорого, да и бывает что станок не нужен для частого использования.

Предлагаю вам 2 простые идеи для самостоятельного изготовления сверлильного станочка своими руками. Первый вариант очень прост, для его изготовления нам понадобится электродвигатель от кассетных магнитофонов.

Помните такие? Такие двигатели можно снять с любого магнитофона китайского или советского производства.

Выглядят они примерно так:

Итак, электродвигатель у нас есть, еще нам понадобится сверло необходимого диаметра, обычно это 0,7-1мм, нужно взять тонкую пасту от шариковой ручки, тонкую нитку сантиметров 10, ножницы и секундный клей.

Все приготовили? Начинаем собирать.

Берем исписанную пасту от шариковой ручки (можно и новую) и отрезаем 15 мм, далее нам нужно насадить ее на вал двигателя чуть меньше половины (на 6-7 мм). Затем снимает ее с помощью отвертки или пинцета и отложим в сторону (хотя можно и не снимать).

Берем сверло, наматываем на него нитку виток к витку в 2 слоя, ниже фото:

Придерживая конец нитки (чтобы не размотался) наносим каплю секундного клея и быстро запихиваем сверло в трубочку. Если будете медлить, клей застынет.

Вот что у нас получилось:

Если сверло будет криво вращаться, вы просто подогните в нужном направлении пасту, пока не отцентрируете сверло, и можете приступать к сверлению своей платы

Второй вариант сверлильного станка

Теперь расскажу вам про второй вариант сверлильного станка, таким, каким пользуюсь я. Сделать его будет немного сложнее. Подробных чертежей с размерами я давать не буду, т.к.

станок собирался из того что есть, пусть статья будет ознакомительной, но фотографии, и схематически я станок все же опишу.

Вы можете попробовать собрать себе похожий станок по моим рисункам Данный станок выглядит так:

• Построен он на рычажном механизме, при нажатии которого опускается двигатель вместе со сверлом, а если отпустить рычаг, двигатель снова поднимется вверх.
• Вот фото самого механизма:

Подъемно-спусковая часть изготавливается из листового металла, лист выпиливается нужной формы, загибается и высверливаются отверстия. Вместо загнутого прутка что на фотографии можно применить что-нибудь аналогичное, например заменить его двумя длинными винтами М4, с резьбой в конце.

1. Чертежи механизмов:
2. Чертеж подъемно-спускового механизма.
3. Чтобы вас не запутать, подъемно-спусковой и рычажные механизмы начертил отдельно
4. Вот что получится если совместить два верхних рисунка
5. Думаю суть понятна и теперь по моим наброскам при желании вы сможете собрать нечто подобное, идею я вам подбросил, так что дерзайте!

Еще хочу дать небольшой совет по поводу сверел, сверла очень быстро затупляются и начинают плохо сверлить, если нет заточного станка, то не выкидывать же их? Я нашел следующий выход из этой ситуации, берем сверло, и аккуратно откалываем пассатижами (плоскогубцами) конец сверла, (миллиметр или чуть больше), причем нужно откалывать не как попало, как правильно показано на рисунках ниже.

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео:
Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.

Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки

Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.

Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.

После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:

Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4:

Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.

Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.

Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.

Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.

Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.

Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.

На этом сборка окончена!

Конструкция

На первый взгляд схема кажется сложной, однако, это не так. По сути, мини станок не сильно отличается от классического, он меньшего размера с некоторыми нюансами в схеме компоновки конструкции.

Так как данное оборудование обладает не большими размерами, его стоит рассматривать как настольное.Самодельный вариант оборудования обычно слегка больше, чем покупной, из-за того что при сборке своими руками не всегда есть возможность оптимизировать конструкцию подобрав малогабаритные комплектующие. Но и в таком случае самодельный станок будет иметь малые габариты и вес не более 5 кг.

Видео по сборке

Элементы сверлильного станка

Чтобы собрать мини устройство своими руками, вам потребуется следующее:

1. Станина;
2. Переходная стабилизирующая рамка;
3. Планка для перемещения;
4. Амортизатор;
5. Ручка-регулятор высоты;
6. Крепление для двигателя;
7. Двигатель;
8. Цанга (или патрон);
9. Переходники.

Стоит отметить, что мы описываем самодельный мини сверлильный станок, собираемый из подручных средств своими руками. Заводская конструкция отличается использованием специализированных узлов, которые изготовить собственноручно практически невозможно.Основой сверлильного мини агрегата, как и любого другого, является станина. Она выполняет функцию основания, на которой будут держаться все узлы. Станиной может являться подручное устройство, например: скелет микроскопа; стойка для проведения линейных измерений цифровым индикатором.

А можно изготовить самому, например легкую деревянную станину – соединив дощечки саморезами, либо же тяжелую и устойчивую – приварив стальной профиль к металлическому листу. Лучше когда вес станины выше основного веса остальных узлов, это позволяет повысить устойчивость агрегата и снижает его вибрацию во время работы.

Двигатели для сверлильных станков для печатных плат

Еще одна интересная схема на основе запчастей от CD-ROM и фена с автоматической регулировкой частоты вращения двигателя в зависимости от нагрузки.

Самодельная станина

При изготовлении стальной станины своими руками, под нее можно прикрутить ножки, для фиксации её положения.Стабилизирующую рамку можно изготовить, например, из рейки или уголка, при этом лучше применять сталь.Вид планки для перемещения можно подобрать любой, наиболее удобный, при этом лучше совместить её с амортизатором. В некоторых случаях, амортизатор может сам быть такой планкой. Функции этих деталей заключаются в вертикальном смещении оборудования во время работы.Амортизатор можно изготовить самому или снять с офисной мебели раздвижные рейки, либо прибрести в магазине.Ручка-регулятор высоты устанавливается на корпус, стабилизирующую рейку или амортизатор.Крепление для двигателя устанавливают к стабилизирующей рамке, ею может быть, например, простой деревянный брусок. Она нужна для вывода двигателя на нужное расстояние и его надежной фиксации.Затем двигатель устанавливают непосредственно на крепление.К двигателю непосредственно присоединяют патрон или цанги, к которым крепятся переходники, используемые для установки сверл. Переходники подбираются индивидуально, в зависимости от вала двигателя, его мощности, типа сверл и т.п.В заключении можно сказать, что собранный сверлильный мини станок, можно постоянно дорабатывать в ходе эксплуатации. Например, можно наклеить на патрон светодиодную ленту, для подсветки просверливаемых образцов.

Общая информация о сверлильных станках

Любой сверлильный станок необходим для того, чтобы обеспечить возможность эффективной и точной обработки деталей, изготовленных из различных материалов. Там, где необходима высокая точность обработки (а это относится и к процессу сверления отверстий), из технологического процесса необходимо максимально исключить ручной труд. Подобные задачи и решает любой сверлильный станок, в том числе и самодельный. Практически не обойтись без станочного оборудования при обработке твердых материалов, для сверления отверстий в которых усилий самого оператора может не хватить.

Конструкция настольного сверлильного станка с ременной передачей (нажмите для увеличения)

Любой станок для сверления – это конструкция, собранная из множества составных частей, которые надежно и точно фиксируются друг относительно друга на несущем элементе. Часть из этих узлов закреплена на несущей конструкции жестко, а некоторые могут перемещаться и фиксироваться в одном или нескольких пространственных положениях.

Пример двигателей, используемых при изготовлении самодельного сверлильного мини-станка

Базовыми функциями любого сверлильного станка, за счет которых и обеспечивается процесс обработки, является вращение и перемещение в вертикальном направлении режущего инструмента – сверла. На многих современных моделях таких станков рабочая головка с режущим инструментом может перемещаться и в горизонтальной плоскости, что позволяет использовать это оборудование для сверления нескольких отверстий без передвижения детали. Кроме того, в современные станки для сверления активно внедряют системы автоматизации, что значительно увеличивает их производительность и повышает точность обработки.

Ниже для примера представлены несколько вариантов конструкции самодельных сверлильных станков для плат. Любая из данных схем может послужить образцом для вашего станка.

Перечень компонентов

Вот полный список всего, что потребуется для сборки:

1. Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
2. U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
3. U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
4. U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
5. D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
6. D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
7. C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
8. C2 — конденсатор, 3.3нФ, 1206
9. C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
10. C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
11. R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
12. R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
13. R5 — резистор 1кОм, 1206
14. R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
15. R8 — резистор 390 Ом, 1206
16. RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
17. XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм

Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.

Самодельная мини-дрель для сверления плат

Задача сверления или даже простого проделывания отверстий в платах, в радиолюбительской практике встречается повсеместно. При этом совсем не обязательно проектировать собственные платы, или вообще пользоваться печатным способом изготовления — отверстия бывают нужны даже при навесном способе монтажа, или просто во время переделки и доработки промышленных плат.

Для этих целей можно использовать специально заточенное шило с пирамидальным наконечником, облегчающим захват материала платы и проделывание отверстия. Но в таком случая приходится прилагать немалое усилие, что может привести к деформации и изгибу платы, а конечное отверстие получается далеко не таким, каким хотелось бы. Некоторые радиолюбители устанавливают тонкое сверло в патрон обычной дрели или шуруповёрта, что весьма неудобно в работе, особенно если нужно сделать отверстие на плате, рядом с уже установленным радиокомпонентом, который в таком случае будет мешаться и его очень легко повредить.

Более опытные и целеустремлённые радиолюбители борются с подобными трудностями и самостоятельно изготавливают небольшие ручные приспособления для сверления, и даже целые сверлильные и фрезеровочные станки — всё зависит от средств и возможностей. Встречаются варианты с автоматическим и полуавтоматическим управлением, со стабилизацией частоты вращения и настройкой крутящего момента.

В данной статье вниманию читателей будет представлен один из, наверное самых простых и доступных в изготовлении, вариантов сверлильного инструмента из подручных материалов. Единственное что было куплено, это цанговый патрон для удержания сверла, ну и собственно набор самих свёрл разного диаметра, включая тонкие свёрла для проделывания отверстий под самые распространённые стандартные радиокомпоненты.

Инструмент выполнен в лёгком, но прочном пластиковом корпусе небольших размеров. В наличии имеется светодиодная подсветка и защита от перегрузки, и как следствие, от заклинивания и перегрева двигателя, а управление осуществляется единственной кнопкой без фиксации. Для питания инструмента был применён импульсный блок питания с выходным напряжением 12 Вольт и максимальным током нагрузки 1 Ампер, хотя потребление устройства в данном случае не превышает 0,6 Ампер, а питать его можно напряжением в пределах от 9 до 15 Вольт:

Внешний вид самодельного инструмента для сверления плат

Немного предыстории

В запасе имелось довольно большое количество малогабаритных электродвигателей постоянного тока, и для применения в миниатюрной дрели был взят такой, которых в наличии было больше всех, что бы в случае выхода из строя, его можно было легко заменить. Им оказался мотор от старого лентопротяжного механизма кассетного магнитофона советских времён. Сам мотор имеет небольшие размеры, но он находится в металлическом кожухе, и было решено не извлекать его оттуда, так как по габаритам, этот кожух с мотором внутри, идеально вставляется и удерживается в рабочей части пластикового корпуса от антиперспиранта, который в свою очередь хорошо подходит для подобной конструкции, так как имеет компактные размеры и удобно ложится в руке:

Электродвигатель от лентопротяжного механизма магнитофона

Не будем заострять внимание на конкретных характеристиках электродвигателя, таких как мощность и диаметр вала, так как в данной конструкции можно применить любой, подходящий по размерам моторчик небольшой мощности, и у каждого он может отличаться от используемого здесь. Конструкция корпуса так же может быть любой, и для таких целей удобно использовать пластиковые трубы подходящего диаметра. Далее будет показано, как можно сделать простую миниатюрную дрель для сверления плат своими руками.

Конструкция инструмента

Вместе с мотором были проложены два провода для питания подсветки, в качестве которой, на крышку антиперспиранта, играющую роль крышки рабочей стороны корпуса, открытым способом был установлен светодиод поверхностного монтажа. В крышке предварительно было вырезано отверстие под вал электродвигателя, по внешнему диаметру будущего цангового патрона, о котором речь пойдёт немного позже. Светодиод хорошо приклеивается к крышке универсальным быстротвердеющим клеем, а сама крышка свободно устанавливается на своё прежнее место:

Рабочая часть инструмента с электродвигателем и светодиодом подсветки

Но просто установить двигатель в корпус — это ещё даже не пол дела. Как бы там ни было, но как то надо поддерживать стабильность его работы и обеспечить надёжность и долговечность инструмента. Не на последнем месте стоит и удобство его использования. Можно собрать популярную схему с положительной обратной связью, где двигатель постоянно вращается на низких оборотах, а при увеличении нагрузки на него, скорость вращения увеличивается.

Но в таком случае, при батарейном питании, всё равно придётся ставить дополнительный выключатель и часто его щёлкать в перерывах между сверлением, и к тому же используемый двигатель имеет небольшую мощность, и для него будет опасной даже простая стабилизация частоты вращения, так как при увеличении нагрузки, ток через него будет так же увеличиваться, а при возможном заклинивании и полной остановки мотора это почти равносильно короткому замыканию.

Было решено стабилизировать значение силы тока через двигатель, тем самым предотвращая его перегрузку, и следовательно перегрев его обмоток. Такой способ даёт приемлемую стабильность частоты вращения, а заклинивание, если не исключается полностью, то не является жёстким и легко устраняется. При этом сила тока не превышает заданного значения, и на двигателе выделяется мизерная мощность.

При ощутимых мощностях можно использовать импульсный стабилизатор тока, но в данном случае, опытным путём был определён оптимальный рабочий ток величиной в 500 мА, а такой ток через работающий на холостом ходу используемый двигатель обеспечивается напряжением порядка 7 — 8 Вольт, и так как выделяемая на регулирующем элементе мощность получается не очень высокой, даже при коротком замыкании в нагрузке, то было решено собрать простой, но надёжный стабилизатор тока линейного типа, на транзисторе средней мощности.

Для более лёгкого и точного позиционирования сверла на просверливаемой плате, было решено установить дополнительную местную подсветку на сам инструмент. Так как питание всего устройства будет осуществляться напряжением более 9 вольт, то вместо однокристального светодиода был использован светодиод поверхностного монтажа типа 5050 с тремя кристаллами в одном корпусе, кристаллы которого были соединены последовательно.

По требуемым параметрам была рассчитана и разработана принципиальная электрическая схема устройства, на устаревших, но распространённых радиокомпонентах, в частности на германиевых транзисторах прямой проводимости:

Принципиальная электрическая схема миниатюрной дрели

Входное напряжение питания подаётся на разъём X1, с которого, через предохранитель F1, поступает на схему инструмента, узлы которого представляют собой отдельные источники тока для подсветки и электромотора. Диод D1, вместе с предохранителем, защищает всю схему от неверной полярности питающего напряжения, во время которой он открывается и замыкает цепь, тем самым сжигая плавкий предохранитель и обесточивая устройство.

На транзисторах Q1 и Q2 собран стабилизатор тока для питания светодиодной подсветки, уровень которого задаётся резистором R1. Можно использовать один транзистор с высоким коэффициентом передачи тока базы, здесь же использовано составное включение транзисторов для минимизации тока управления. Его уровень определяется падением напряжения на кремниевом диоде D3, которое прикладывается к базе составного транзистора. В случае использования одного кремниевого транзистора с высоким коэффициентом усиления по току, последовательно с этим диодом нужно будет добавить ещё один, а в случае использования составного кремниевого транзистора, нужно будет добавить ещё один диод, так, что бы количество диодов было на один больше, количества установленных в этом узле транзисторов.

Источник стабильного тока для питания электромотора собран на транзисторах Q3 — Q5, а уровень этого тока задаётся резистором низкого сопротивления R4. Здесь так же вместо двух транзисторов Q4 и Q5 можно установить один транзистор с высоким коэффициентом передачи тока базы, использовать составной или кремниевые. Транзистор Q3 так же можно заменить на кремниевый, но в таком случае нужно будет увеличить сопротивление токо-задающего резистора R4 в 2 — 2,5 раза, что влечёт за собой повышение падения напряжения на нём, и как следствие увеличение тепловыделения самого резистора. Дроссель L1, вместе с конденсатором C2, уменьшают количество излучаемых во время работы инструмента, электромагнитных помех, а диод D4 защищает силовой транзистор от обратных паразитных всплесков высокого напряжения на нём, характерных для индуктивной нагрузки, которой собственно и является подключённый к выходу электродвигатель.

Управление инструментом осуществляется кнопкой S1, через которую напряжение смещения, по резистору R3, подаётся на базу транзистора Q4, открывая вместе с ним и транзистор Q5. Транзистор Q3 включён в цепь отрицательной обратной связи, и открываясь шунтирует цепь смещения, задавая рабочую точку всего узла. Сигнал управления одновременно подаётся и на узел подсветки, зажигая её. После замыкания контактов управляющей кнопки, быстро заряжается конденсатор C1, и напряжение смещения, через резистор R2, поступает на базу транзистора Q2, открывая его и транзистор Q1. При отпускании кнопки, узел питания электромотора обесточивается сразу, а узел подсветки некоторое время продолжает питаться от конденсатора C1. Это сделано для удобства, что бы подсветка некоторое время горела в коротких паузах во время сверления. Разряду конденсатора через узел мотора препятствует диод D2.

Настройка инструмента сводится к установке рабочих токов питания подсветки и электродвигателя. Ток подсветки задаётся подбором сопротивления резистора R1, и для трёх последовательно соединённых кристаллов одного светодиода 5050 он не должен превышать 20 мА. Рабочий ток электродвигателя был определён следующим образом. Обычным амперметром был измерен его ток потребления под обычной нагрузкой, во время сверления без заеданий и заклинивания. Далее уровень этого тока, который в данном случае составил 500 мА, был установлен подбором резистора R4, и в случае заклинивания вала электродвигателя, значение этого тока останется прежним, и обмотки не будут перегреваться.

В качестве транзисторов Q1 — Q4 можно использовать транзисторы МП39 — МП42 с любыми буквенными индексами, или другие германиевые p-n-p транзисторы малых и средних мощностей. Транзистор Q5 можно заменить на другой транзистор прямой проводимости средней или большой мощности на допустимый ток коллектора от 1 А. При использовании более мощного электродвигателя с бОльшим током потребления нужно будет применить соответствующий транзистор, и возможно потребуется установить его на теплоотвод. Возможна замена всех транзисторов на транзисторы обратной проводимости. В таком случае нужно будет изменить на противоположную полярность питания, электролитического конденсатора и всех диодов, включая и светодиод.

В качестве дросселя L1 в данном случае можно использовать советский дроссель ДМ-0,6-50, он должен уметь долговременно выдерживать ток питания электродвигателя. Диод D2 может быть любым, D3 любой кремниевый малогабаритный, на небольшой ток, а остальные диоды D1 и D4 на ток от 1 А и на обратное напряжение от 30 Вольт. Светодиод может быть любым подходящим, желательно с белым цветом свечения, из соображений удобства дальнейшей работы инструментом. Кнопка S1 любая малогабаритная, без фиксации.

Хотя используемые радиокомпоненты и имели в своё время большое распространение, они довольно древние и на сегодняшний день сильно устарели. Поэтому печатная плата под них не разрабатывалась, и всё было собрано навесным монтажом, на плате размерами под используемый корпус. Разъём X1 не устанавливался, и шнур питания был припаян прямо на плату, но далее практика показала, что это не совсем удобно, и всё же лучше установить подходящий разъём питания, и уже через него подключать сетевой адаптер или аккумуляторную батарею. Дроссель L1 был намотан на небольшом ферритовом стержне проводом ПЭЛ 0,81, а резистор R4 нихромовым проводом, на корпусе резистора МЛТ-0,5 с намного большим сопротивлением, чем требуется.

Кнопка была вынесена за пределы корпуса и установлена снаружи на собственных контактах, а в узкой части корпуса было сделано отверстие для ввода питающего шнура. Все проводники припаиваются к плате по назначению, после чего её нужно очистить от остатков флюса. Плата помещается в корпус, а его половинки защёлкиваются и надёжно удерживаются вместе. Вообще это довольно плотный и крепкий корпус из пластика, к тому же он очень удобный и компактный, и в нём можно собирать различные носимые любительские устройства:

Сборка миниатюрной дрели и её платы в пластиковый корпус

Дополнительные компоненты

Но установить моторчик в корпус и собрать для него схему — это пока ещё пол дела. Что бы инструментом можно было пользоваться, для него необходимо приобрести дополнительные компоненты, и это единственное, что было куплено специально для данного проекта. В первую очередь нужно замерить диаметр вала двигателя, и под этот диаметр найти цанговый патрон с держателями для свёрл разных диаметров. Патрон прижимается к валу двигателя двумя винтами, для которых в комплекте был подходящий ключ. Отдельно так же был куплен набор разнообразных свёрл, но с описываемым инструментом будут использоваться только самые тонкие из них.

Подходящий, для нужного в конкретный момент времени сверла, держатель устанавливается в патрон, на патрон надевается зажимная головка, сверло вставляется и зажимается в патроне, а сам патрон со сверлом, винтами фиксируется прямо на валу электродвигателя. Во время нажимания на кнопку, зажигается светодиод подсветки, и начинает вращаться установленный цанговый патрон со сверлом. При работе инструмента, биения и вибрации очень слабые, и их можно минимизировать небольшим ослаблением одного, и соответствующим подтягиванием противоположного винта цангового патрона. Яркость подсветки небольшая, но так как она светит прямо на место сверления, то её достаточно при проведении работ даже в полной темноте, а при дополнительном освещении и вовсе комфортно:

Установка и проверка сверла и цангового патрона с инструментом

Заключение

Инструмент получился не очень мощным и отверстия он проделывает не мгновенно, но благодаря своей компактности и малым размерам, пользоваться им намного удобней, чем шуруповёртом или обычной дрелью, и после сверления им, совсем не хочется возвращаться на тяжёлые и громоздкие приспособления. Для питания самоделки можно использовать импульсный блок питания, самодельную разборную, или компактную аккумуляторную батарею. Инструмент хорошо подойдёт для проделывания небольшого количества отверстий в гетинаксовых или текстолитовых платах, а при использовании более мощного двигателя им можно будет сверлить в более масштабном объёме. Главное подобрать подходящий по диаметру цанговый патрон, и выставить оптимальный режим работы. Данное устройство конечно не является образцовым, но имеет законченный вид и практическое исполнение:

Готовая самодельная мини-дрель с установленным сверлом

Разнообразные цанговые патроны и наборы свёрл различного диаметра можно найти на АлиЭкспресс. Там же продаются и полные комплекты вместе с двигателем, но для такого комплекта всё равно понадобится корпус и узел питания/управления.

Какой бы ни была конструкция инструмента, он реально облегчает жизнь и труд радиолюбителя. В дальнейшем хотелось бы усовершенствовать разработку и собрать устройство на более мощной и современной базе. Если у кого имеется опыт сборки и использования подобных подручных средств, поделитесь информацией, может кому-то будет полезно или просто интересно. Приветствуется так же конструктивная и адекватна критика, она всегда помогает становиться немного лучше.

Список радиоэлементов

Прикрепленные файлы:

• MiniDrillCircuit.pdf (56 Кб)

Комментарии

За дизайн десять балов ! Отличная разработка!

Добротный станочек. А файлы в общий доступ выложите?

Выложу чуть позже. У меня сейчас много модификаций. Надо разложить по папкам. А там выложу

Привет всем. Скачал файлы и напечатал почти всё. И возникла у меня проблема; то ли производитель изменил конструкцию 775 мотора, то ли автор что то не доложил в папки? Одним словом мотор болтается в коконе (рычаге моторамы) как спичка в пустом коробке. Я не пойму как и за счёт чего он (мотор) крепится. Нигде в видео и статье об этом нет ни слова. Если Вас не затруднит объясните это. И ещё подсветка это здорово, но расскажите как Вы её осуществили. В файлах нет каналов для проводов подсветки. Аы что сверлили детали. жалко портить такую деталь. Подшипники у меня подходят разные. один 8х16х5 а другой 8х15х4 (MR148ZZ). Основная проблема у меня конечно это крепление двигателя. Если выберете время дайте пожалуйста ответ то ли тут то ли в личку Хочу поблагодарить за проделанную Вами работу. Станочек прекрасный и мало чем отдичается от промышленного. Дизайн профессиональный.

Вполне грамотно с инженерной точки зрения! Но ШД на подачу не советую, ощущение на руке очень важно. Ну и нижнюю плиту потяжелее лучше, сталь самое оно. Удачи!

Красиво и очень эстетично. Понравилось.

В следущей модификации я хочу отказаться от рычага.

Никогда этого не делайте. Сделайте лучше — рычаг(и пружину) — ‘съёмным’, а привод на шаговике — ‘отключаемым’.

Сверлилка и CNC — это немного разные вещи, и одно в другое очень редко когда ‘перетекает’, а вот сверлилка ‘с рычагом’ — чаще нужна именно в критических ситуациях.

Даже текст не читал, смотрел только фотки. Очень понравилось, плюсую!

Станочек супер. Приятно когда и внешний вид и функционал соответствует. По поводу шаговика — тоже внесу свои 5 копеек: Шаговик будет самое то, если сделать его полностью ЧПУ. Поставил платку, загрузил задание, снял готовый результат, а так, это излишне.

Ну чтобы делать сверлилку ЧПУ шасси должно быть другое. Это практически 3D принтер только вместо экструдера мотор с патроном. А по поводу шаговика мысли такие: Педаль под ногу.Управление беспроводное. И движение сверлилки двухскоростное. Сперва быстро подводим сверло к плате и ждём более глубокого нажатия на педаль.За это время можно плату установить точно. дожимаем педаль и сверлим.

Шасси примерно такое:

Простенько и при доработке вашего станка — получится отличный микрофрезер для плат