Фрезерный станок 3х2м с чпу своими руками,проектирование и мысли

Начало

Рама

Я начал проектирование с основания чпу-станка, его рамы. Как уже писал ранее применил профильную трубу. Под рельсовые направляющие HIWIN использовал трубу размером 100х100мм с толщиной стенки 5мм из конструкционной стали Ст3. Искал трубу более толстостенную для того, чтобы можно было вкрутиться винтами м6 со стандартным шагом на достаточную толщину, а не на пару витков резьбы, плюс планировалось выравнивать плоскость трубы на фрезере, а это еще больше уменьшит толщину стенки. Поставщики на тот момент ничего внятного не отвечали, сказали есть с толщиной стенки 5мм. В итоге определил, что все несущие части рамы самодельного чпу станка будут из трубы 100х100х5мм, раскосы из трубы 80х80х4.

Так как чпу-станок изначально изготавливался под рекламные нужды, раскрой пластиков, фанеры, алюминиевого композита, за основу был взять лист фанеры размером 1525х1525мм и 1220х2440мм. От данного размера и началось построение рамы, не забывая про хотелки по токарной обработке и необходимого места для балки портала. Немаловажным фактом является высота стола станка от пола для комфортной загрузки материала для себя, поэтому определил высоту в 600мм, ну и конечно же на станке будут присутствовать регулируемые опоры, которые тоже будут изготавливатmся своими руками.

Плюс ко всему не забываем, что свой второй станок я решил сделать конструктором, т.е. разборным. Это добавило немало работы и на данный момент я понимаю, что это лишнее и при перемещении разбираться он не будет, потому как потребует юстировку всего и вся. Вобщем станок начал делать разборным, а это еще пластины для опор и раскосов и соответственно болты и не простые, а с классом прочности 12,9, брать так брать с десятикратным запасом :)

Итого мы получаем следующие вводные:

  • Чистовой размер стола 1700х2800мм
  • Выстота стола принимается за 600 (по необходимости убавим)
  • Пластины для опор и “поясов” рамы станка примем толщиной 10мм (итого 15мм под резьбу)
  • Пластины для раскосов примем толщиной 4мм

Дальше, ну а дальше, интернет и поиск готовых конструкционных решений, просматривал какие рамы делают, как делают, какие станки используют. По итогу началось рождение основания, подбор габаритов, размещение опор, связь всех труб в единую раму.

Первая версия рамы чпу станка выглядела как коробка с перемычками, на мой не професиональный взгляд рама представляла печальное зрелище. После чего, еще много раз переделывал конструкцию, менял варианты креплений труб, количество и места опор, пока не пришел к простой раме на шести опорах.

С рамой самодельного чпу станка более-менее стало ясно, нужно определиться с длиной станины-рамы а для этого потребуется создать балку портала с установленной осью Z и шпинделем на ней и всеми атрибутами, такими как двигатели, расположением кареток рельсовых направляющих и т.д. и т.п.

Что касается токарных примочек, то оставил возможность встраивать различные конструкции до того, как будет собрано основание стола.

Портал

Портал изначально проектировался из труб одного размера, а дальше был “модернизирован” и применены трубы разного сечения, если память не изменяет то он был из двух труб нижняя размером 120х100, а верхняя 100х100, на выступ нижней трубы хотел закрепить лоток для гибкого кабель канала. Ось Z планировалось изготавливать из дюралевого листа (подсмотрел в интернете), из которого и была спроектирована, первые наброски балки вы можете видеть ниже, так же на изображении можно заметить ранний вариант стоек портала

А данные изображения отображают как эта балка выглядит на раме чпу станка установленная на стойках из листовой стали.

На оси Z установлен китайский шпиндель водяного охлаждения на 2,2кВт, данный шпиндель выбран в связи с тем, что шпиндели воздушного охлаждения очень громкие, на первом станке работал на ручном шпинделе от “интерскол”.

Для облегчения балки портала прорабатывал вариант из листового металла, но отказался от него в силу того, что его поведет при сварке

Портал выполнен длинее ширины рамы, что позволяет парковать одну из осей Z и вести обработку второй осью на все рабочее поле станка. (Т.е. предусмотрена возможность установки двух независимых осей Z)

Стойки портала

Так же подверглись кардинальной переработке. Прорабатывались исходя из доступности металлообрабатывающих станков. Проектировались под лазерный раскрой и дальнейшей сборки-сварки, под фрезерную обработку и сборку на болты. Прорабатывался вариант механической связи левой и правой стойки портала. Из представленных на изображениях без изменений остался корпус редуктора, как я его обозвал поворотный квадрат, остальное все было переработано.

Стойки портала в окончательном варианте были изготовлены из листовой стали, собраны на сварку, предусмотрена возможность установки механической связи между стойками в виде вала соединяющего приводные шестерни, изготовлены редуктора на шкивах с профилет HTD-5M (редукторы взаимозаменяемые, стоят на оси Х и Y), а также унифицированные крепления двигателей NEMA 34 с натяжителем данного ремня

Ось Z

Ось проектировалась под изготовление на фрезерном станке, и чтобы она была полегче, материал был выбран дюралюминий Д16Т. Ниже представлено укрупненное изображение оси, выполненное по классической схеме, широко распространенной в чпу станках заводского и самостоятельного изготовления.

Итоговая конструкция с этой не имеет ничего общего, она выполнена из листовой стали, применены некоторые особенности для сокращения размеров подвижных частей без потери жесткости, предусмотрены крепления для гибкого кабель-канала, крепления клемных колодок на динрейку для коммутации электрических цепей, а также концевые выключатели для безопасности.

Миллион мелких деталей, которые отнимали кучу времени:

  • Лотки и крепления кабель-каналов
  • Элементы крепления электрических цепей таких как клемники на динрейку
  • Заглушки труб с кнопками экстренного останова
  • Концевые выключатели, служащие для безопасности работы станка (чтобы при сбое не слетели узлы с рельс)
  • И много другой мелочевки

Итоги проектирования

То, что я описал тут являлось отправной точкой по созданию станка чпу своими руками под мои нужды и хотелки. Все элементы перерабатывались сотни раз. Так как в наших-моих реалиях со станками проблемы. Не в плане их отсутсвия, хотя и в этом тоже, основная проблема в том, что барыги просили неодекватное количество денег за выполнение услуг ФРЕЗЕРОВКИ, с другими проблемами по изготовлению деталей и их заготовок не сталкивался по причине самостоятельного изготовления, а которые небыло возможности изготовить самостоятельно мне делали знакомые по одекватной стоимости.

Яркий пример тогоб что при запросе стоимости фрезерных работ по выравниванию плоскости для установки рельсовых направляющих на двух трубах длиной 3 метра мне выкатили 80 тысяч, это в далеком 2014 году, а за сборку всей рамы(только основание станка) попросили 300000 рублей, при том, что вся комплектуха моя плюс к этому трубы будут нарезаны в размер и предоставлены мной вместе с пластинами и болтами.

Для кого как, но для меня это перебор, потому как я сам и токарил и фрезеровал и мне не понятно откуда взялась такая стоимость, хотя понять я мог, но не готов столько платить.

В связи с отсутсвием доступа к фрезерным станкам, тем более габаритным, вся конструкция была переделана для возможности сборки станка самостоятельно, без привлечения дополнительных специалистов и с применением распространенного инструмента.

Инструмент используемый при постройке станка:

  • углошлифовальные машинки(УШМ-болгарка)
  • сварочный аппарат (все мечтал о полуавтомате но пока это мечты)
  • и другой слесарный инструмент (всякие напильники) без напильников не туда и не сюда, как я писал ранее с фрезерными станками проблемаб все фрезерные операции пришлось заменить на напильниковые
  • для сверления отверстий под резьбу и не только, купил китайскую сверлилку, она очень сильно помогла из-за ее игрушечного веса, ее можно было таскать куда угодно и устанавливать в различные места, а также шуруповерт, под конец я начал им нарезать резьбы, а их было ну очень много

Помимо имеющихся инструментов изготавливались различные преспособы в том числе для выравнивания плоскости. Поначалу пытался выравнивать трубы с помощью шпатлевки, это показало насколько неровная поверхность трубы, тут и говорить нечего о ее кривизне в целом, в конечном итоге выравнивал плоскость под рельсы шлифовкой, не супер точно, но все лучше чем без, при том, что каретки имеют преднатяг.

В итоге собрав модель, подготовив все чертежи для лазерной резки, токарных и фрезерных напильниковых работ, я так же подготовил список всех материалов, количества болтов и гаек. Начал закуп комплектующих для самодельного фрезерного станка.

Прошу строго не судить за стиль и подачу информации, делаю быстро т.к. времени на все не хватает

Сварка рамы самодельного станка с чпу

Продолжение следует…

   Личный блог 0    83 0

Комментарии ()

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.