Изготовление фрезеровочного станка своими руками

Изготовление фрезеровочного станка своими руками

Фрезеровочный станок — это устройство для обработки изделий из разных материалов, в частности, из дерева и металла. Оборудование продается в готовом виде, а также его можно сделать самостоятельно.

О том, что для этого необходимо, вы узнаете в материале ниже. Также мы выясним, по какому принципу работает такой агрегат, и что потребуется подготовить при самостоятельной его сборке.

• Общие понятия и принцип работы
• Как сделать станок по дереву
  • Конструкция устройства и изготовление
  • Сферы применения
• Изготовление оборудования для работы по металлу
  • Электропривод
  • Создание лифта для фрезера
  • Крышка для устройства
  • Установка упора

Общие сведения об ассортименте

Продуманная конструкция современных установок с ЧПУ позволяет использовать их во многих отраслях производства:

Модели различаются не только по сферам применения, но и конструктивно. По этому принципу выделяют такие станки:

• горизонтальные, вертикальные и универсальные;
• консольные и бесконсольные;
• двух-, трех- и четырехкоординатные;
• одно- и двухшпиндельные;
• настольные и напольные.

Широкий ассортимент агрегатов представлен моделями с разными опциями и инструментальным оснащением.

Конструкция

Самодельный станок состоит из следующих основных частей:

• станины с размещенным на ней столом;
• суппортов, имеющих возможность перемещения режущей фрезы в трех координатах;
• шпинделя с фрезой;
• направляющих по перемещению суппортов и портала;
• блока питания, обеспечивающего электроэнергией двигатели, контроллер или плату коммутации с использованием микросхем;
• драйверов для стабилизации работы;
• пылесоса для сбора опилок.

На станине устанавливают направляющие для перемещения портала по оси Y. На портале размещены направляющие для перемещения суппорта по оси X. Шпиндель с фрезой крепится на суппорт. Он двигается по своим направляющим (ось Z).

Контроллер и драйвера обеспечивают автоматизацию работы станка с ЧПУ за счёт передачи команд на электродвигатели. Использование программного комплекса Kcam позволяет использовать любой контроллер и обеспечивает управление двигателями в соответствии с внесённым в программу чертежом детали.

Конструкцию надо сделать жесткой, чтобы противостоять возникающим при работе рабочим усилиям и не приводить к вибрациям. Вибрации приведут к понижению качества получаемого изделия, поломке инструмента. Поэтому размеры крепежных элементов должны обеспечивать монолитность конструкции.

Самодельный фрезерный станок с ЧПУ используют для получения объёмного 3D изображения на деревянной детали. Она крепится на столе данного устройства. Его можно использовать и как гравировальный. Конструкция обеспечивает перемещение рабочего органа — шпинделя с установленной фрезой в соответствии с заданной программой действий. Перемещение суппорта по осям Х и Y происходит по шлифованным направляющим с применением шаговых электродвигателей.

Перемещение шпинделя по вертикальной оси Z позволяет изменять глубину обработки на создаваемом рисунке по дереву. Для получения рельефного рисунка 3D нужно сделать чертежи. Желательно использовать различные виды фрез, которые позволят получить лучшие параметры отображения рисунка.

Порядок изготовления фрезерного станка с ЧПУ

После выбора всех компонентов можно сделать настольный мини фрезерный станок с ЧПУ по дереву самостоятельно своими руками. Предварительно еще раз проверяются все элементы, выполняется контроль их размеров и качества.

Для фиксации элементов оборудования необходимо использовать специальные крепежные детали. Их конфигурация и форма зависят от выбранной схемы.

Порядок действий по сборке настольного мини оборудования с ЧПУ по дереву с функцией 3D обработки.

1. Монтаж направляющих суппорта, их фиксация на боковых частях конструкции. Эти блоки еще не устанавливаются на основание.
2. Притирка суппортов. Их необходимо двигать по направляющим до тех пор, пока не получится плавный ход.
3. Затяжка болтов для фиксации суппортов.
4. Крепление компонентов на основание оборудования.
5. Монтаж ходовых винтов вместе с муфтами.
6. Установка ходовых двигателей. Они крепятся к винтам муфт.

Электронная часть располагается в отдельном блоке. Это способствует уменьшению вероятности сбоя в работе во время функционирования фрезера. Также важным моментом является выбор рабочей поверхности для установки оборудования. Она должна быть ровная, так как в конструкции не предусмотрены болты регулировки уровня.

После этого можно приступать к пробным испытаниям. Сначала рекомендуется задать несложную программу фрезерования по дереву. Во время работы необходимо сверять каждый проход фрезы — глубину и ширину обработки, в особенности это касается 3D режима.

В видеоматериале показан пример как собрать большой фрезерный станок с ЧПУ, изготовленный своими руками:

Особенности работ со станиной

Станина обеспечивает устройству необходимую жесткость. На нее монтируют ШД, ось Z , рельсовые направляющие, рабочий стол (поверхность), а также шпиндель.

Станину лучше всего монтировать без сварных швов, так как они плохо переносят вибрации. Крепеж лучше всего осуществлять с помощью гаек Т-формы. Также нужно 2 подшипника: шпиндельный и скольжения.

В качестве основы станка ЧПУ можно использовать обычный отработавший свое сверлильный станок. Его головку необходимо сменить только на фрезерную. Чтобы данный инструмент двигался во всех трех плоскостях, создается специальных механизм с помощью кареток обычного (МФУ) принтера. Когда вышеуказанная сборка готова, к оборудованию необходимо подключить корректное программное управление.

Собранный по такому принципу станок ЧПУ для домашней мастерской без проблем сможет работать с пластиком, деревом и листами метала небольшой толщины. Так как каретки недостаточно жесткие, с камнем или толстыми листами металла работать не получится. Для мощного ЧПУ станка необходима качественная электроника и двигатель высокой мощности.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерное оборудование с программным обеспечением – это лучшее решение для каждого мастера, занимающегося деревообработкой. В первую очередь станок ценится за точность и скорость работы. Главная задача – правильный подбор ключевых элементов и установка специальной программы.

Сам процесс фрезерования заключается в том, что станок обрабатывает древесину, при этом движение осуществляется по трем осям и более. Каждая деталь проходит по строгому алгоритму в соответствии с заданными параметрами. Современный станок с ЧПУ по дереву использует в работе от 4-х направляющих, которые предоставляют больше возможностей. Примером такого оборудования являются фрезерные станки с ЧПУ по дереву от отечественного производителя MULTICUT. Вся продукция и ее характеристики представлены на странице https://www.multicut.ru/catalog/frezery/filter/material-is-wood/apply/ их интернет-магазина.

Практически каждое крупное и мелкосерийное производство не обходится без фрезерного станка, поскольку с его помощью можно легко выточить даже самую сложную деталь.

Технические особенности

Чаще всего рабочая часть станка основана на станине. Конструкция установки сформирована из плиты стола, суппорта и консоли. Предусмотрены шпиндельные головки и различные инструменты для деревообработки. Высокая точность достигается за счет увеличенного числа осей, используемых в работе.

Большинство современных моделей оснащены планкой со специальной разметкой. Это необходимо для контроля обработки. Также к оборудованию прилагаются удобные пылесосы, удаляющие сор и пыль.

Обратите внимание! Ключевым элементом при работе является анализатор, который оборудован контроллером.

Нередко станки по дереву с ЧПУ используются для изготовления фресок, фигурных рамок, мебельной фурнитуры и многого другого. Также большим спросом пользуются шахматы, трости, фигурки и прочее. Быстрота и точность процесса позволяет значительно снизить стоимость работы, чего не сказать о ручной обработке.

Дополнительные элементы

Сегодня большинство производителей стараются полностью автоматизировать процесс. Например, благодаря системе АТС легко заменяются режущие детали, при этом не потребуется участия оператора.

Также широко распространены устройства для защиты направляющих, автоматизирована раздача смазывающей жидкости и охлаждения.

Особенности работы

Основной рабочей частью является вращающийся вал. Он оснащается сменными фрезами, в зависимости от требований. Резцы способны передвигаться и вращаться вокруг заготовки, а также отклоняться под заданным градусом. Для быстрого и удобного перемещения предусмотрена каретка.

Консоль применяется для надежного закрепления детали на рабочей поверхности. С помощью подвижной фрезы она обрабатывается на всех этапах. Если консоль подвижна, то шпиндель остается на месте. Модели, оснащенные подвижными шпинделями, не имеют консоли. Для перемещения стола предусмотрено два строгих типа осей – вертикальная и горизонтальная.

Технические параметры

Удобство работы, объемы и скорость напрямую зависят от определенных параметров оборудования, в число которых входят следующие:

• Вид шпинделя. Для современного оборудования применяются разные типы шпинделей. При 3D обработке используются определенные головки с охлаждением за счет СОЖ.
• Конструкция рабочей поверхности. Она должна быть крепкой. Требуется, чтобы стол выдерживал вибрации разной силы и был изготовлен из цельного металла.
• Электродвигатель. Более качественный результат получается при использовании сервоприводов и контроллеров. Намного ниже показатели у устройств с шаговым мотором.
• Режущая часть. Чем больше вариантов обработки с помощью определенного реза, тем выше производительность и возможности.
• Диапазон размеров и форм деталей, которые сможет обработать фрезерный станок. Слишком крупные заготовки потребуют постоянной подстройки и перемещения. Это ухудшит результат и может негативно повлиять на качество работы станка.

Самые распространенные виды станков

Существуют разные типы фрезерных станков с ЧПУ. Одни модели могут выполнять больше операций, другие рассчитаны на определенную обработку.

Универсальный

Такой фрезерный станок с ЧПУ по дереву применяется в основном на крупных производствах, которые профессионально занимаются деревообработкой и изготавливают сложные конструкции. Универсальные станки имеют широкий функционал и подходят для торцевой и концевой обработки.

Также с их помощью можно легко выполнить расточку, сверление, зенкование и многое другое. Помимо дерева такие модели способны работать с металлическими, каменными и прочими заготовками.

Портальный

Портальные модели отлично подходят для обработки металла. Конструкция оборудования оснащена подвижными поверхностями и поворотными фрезами, позволяющими наклонить их по отношению к заготовке под любым углом. Благодаря этому можно фрезеровать уступы, изготовить аккуратные пазы и многое другое.

Оборудование имеет специальный автоматический модуль для определения габаритов заготовки на всех этапах. Также предусмотрена регулировка позиционирования подвижных деталей и контроль износа фрезы.

Вертикально-фрезерный

С помощью таких моделей можно выполнять самые простые действия. Например, сверление, зенкерование или расточить деталь из дерева. Чаще всего устройства используются для изготовления разноразмерных пазов, штампов, карнизов и других элементов.

Обратите внимания! Вертикально-фрезерные станки подходят для производства деталей в промышленных масштабах и часто применяются в мебельной сфере.

Токарно-фрезерный

Такие станки работают с заготовками в горизонтальной плоскости. Обработка со всех сторон возможна при столешнице с поворотной конструкцией.

Фрезерный станок 3D

С каждым днем 3D технологии становятся все востребованней. Благодаря им можно изготовить объемные конструкции любых форм и сложности. Перед работой над основным проектом необходимо создание мини-3D детали. И только после этого можно приступать к исполнению проекта в реальных размерах.

При возникновении недочетов оператор может легко скорректировать задачу. Чаще всего станки функционируют в нескольких координатах.

Фрезерно-расточной

Главное отличие фрезерно-расточного станка от других – это ход по множеству координат. Оборудование решает большинство задач в автоматическом режиме. Например, перемещение шпинделей, изменение скорости, зажим и разжимание, а также охлаждение с помощью СОЖ.

Мини-фрезерный

Мини-станки имеют куда меньшие размеры конструкции, чем обычные стационарные. Для их размещения достаточно пространства стола. При этом не стоит подвергать устройство большой нагрузке, поскольку станок не рассчитан на обработку в промышленных масштабах.

Сверлильно-фрезерный

Данная модель способна выступать в роли замены многих других деревообрабатывающих станков. С ее помощью можно легко создать нарезку резьб, выполнить обработку торцов, шлифование или высверлить различные отверстия на детали.

Фрезерно-гравировальный

Такие модели являются самыми сложными и предназначены для работ, которые требуют высокой точности исполнения. Например, гравирование печатных плат, изготовление изделий из металла, пластика, камня и прочих материалов. Габариты оборудования небольшие и не подходят для крупных заготовок.

Особенности эксплуатации станков

Прежде чем приступить к работе, стоит ознакомиться со всеми инструкциями, которые прилагаются к оборудованию с ЧПУ. Также существуют определенные правила, необходимые к соблюдению. Сборка устройства осуществляется в соответствии с рекомендациями производителя. Как только оборудование подготовлено, потребуется пробный запуск без использования заготовок. Это необходимо во избежание порчи материалов, если конструкция собрана неправильно.

Стоимость фрезерного станка по дереву с ЧПУ

Сегодня на рынке предлагаются различные виды станков, подходящих под любые требования. Главный нюанс только в том, какими средствами вы располагаете. Если нужно купить многофункциональный фрезерный станок, то модели дешевле 150 тысяч найти практически невозможно. Стоимость напрямую зависит от возможностей и качества оборудования.

Видео Фрезеровка на станке MULTICUT 3000 серии с ЧПУ

Особенности выбора конструкции фрезера

Возможности современного оборудования с ЧПУ огромны. Но, ни один станок не является универсальным. Каждая модель имеет свои особенности и предпочтительную область применения. Перед выбором конкретной конструкции, следует четко определить, для чего будет использоваться станок. Попытка совместить все в одном, приведет к большим материальным и физическим затратам, без гарантии результата.

Сегодня выделяют два направления конструирования настольных фрезеров. Первое, самое простое, ориентировано на обработку дерева, пластмассы и других мягких заготовок. Такие станки не предъявляют высоких требований к конструкционным материалам, отличаются простотой и низкой стоимостью. Они доступны для самостоятельного изготовления, без применения дополнительного оборудования. Металлические изделия на таких устройствах обычно не фрезеруются. В редких случаях точатся только мягкие цветные металлы с небольшой подачей.

Второе направление фрезеров ориентировано работу с металлическими заготовками. Эти станки обладают значительной массой и состоят из деталей, выполнить которые можно только с использованием серьезного станочного парка.

Самостоятельно браться за такую конструкцию рекомендуется только при наличии серьезного опыта и доступа к заводскому металлообрабатывающему оборудованию.

Вторым по важности, параметром станка выступают размеры обрабатываемых деталей. Новичкам сразу хочется крупногабаритное поле, на котором они смогут делать все, что захотят. Но чем больше станок, тем больше технических проблем придется решать при его конструировании. Да и стоимость его будет не самой оптимальной. Если нет конкретных задач для большого станка, то рекомендуется в первом проекте ограничиться полем обработки размером в стандартный бумажный лист А4. Максимум можно выбрать А3.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

4 Программное обеспечение настольного станка

ПО для агрегата с ЧПУ считается основной составляющей. Вы можете установить готовое программное обеспечение либо подготовить его своими руками, собрав из контроллеров, требуемых драйверов, питающих блоков и шаговых электродвигателей. Здесь, опять же таки, придется «побродить» по специализированным сайтам, чтобы выбрать оптимальную схему для самодельного станка.

Не забудьте о LPT-порте и о специальной рабочей программе. Она нужна как непосредственно для управления всеми эксплуатационными режимами фрезерной установки, так и для контроля работоспособности оборудования. Сам ЧПУ-блок подсоединяется к настольному агрегату через электродвигатели и порт LPT. Важный нюанс. При выборе двигателей обращайте внимание на их сопротивление на обмотках и на рабочее напряжение. Эти показатели нужны для правильной и максимально точной настройки ПО для мини-фрезера.

После установки программного обеспечения производится загрузка драйверов и программ. Теперь можете запустить оборудование и проверить его работоспособность. Если все функционирует правильно и без сбоев, значит, у вас получилось создать полноценный фрезерный агрегат настольного типа.