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

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка

Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Особенности изготовления

Арсенал инструментов домашних мастеров отличается огромным многообразием

Особенное внимание уделено фрезерному станку. Это устройство представляет собой оборудование, позволяющее выполнять множество операций по металлу, по дереву, по пластмассе и иным материалам

Размеры, мощность и набор функций фрезерных приборов могут различаться, но в основу каждого станка заложен стандартный принцип: неподвижно закреплённая заготовка, обрабатывается фрезой – специальным режущим инструментом с зубьями (режущими лезвиями).

Имея в наличии все необходимые инструменты и материалы, умельцы в своих мастерских без труда и в короткие сроки соберут компактное устройство – самодельный фрезер. Из всех существующих видов фрезеров в домашних мастерских наибольшей популярностью пользуется вертикальный фрезерный станок. Этот инструмент имеет очень простую схему, и для его сборки используются недорогие материалы. Однако вид станка определяют задачи, которые необходимо выполнять мастеру. Существуют следующие виды фрезерного оборудования:

• горизонтально расположенный инструмент;
• вертикальный прибор;
• копировальное с пантографом устройство.

Кроме того, следует продумать размеры и расположение станка – напольный или настольный вариант.

Обладатели любого фрезерного станка могут выполнять качественную обработку заготовок и изделий из металла и дерева. В промышленности фрезерные станки относятся к многофункциональным агрегатам. Самодельные конструкции наделены достаточным количеством операций, с помощью которых доступна качественная отделка, поэтому их также можно считать многофункциональными.

Фрезерный станок с ЧПУ по дереву своими руками – общее руководство

С помощью спецсистемы приводов, фреза перемещается вертикально и горизонтально в пределах рабочей зоны. Точность перемещения обеспечивается использованием шаговых двигателей. Каждое действие управляется электроникой и специализированным ПО.

Чтобы изготовить фрезер с ЧПУ по древесине самостоятельно, требуются определённые навыки ФОТО: stanokgid.ru

Чтобы сделать подобный станок, требуется воспользоваться некоторыми рекомендациями:

• для снижения нагрузок на опорную часть и шпиндель необходимо использовать качественный, хорошо заточенный инструмент с оптимальной скоростью работы;
• не всегда требуется покупать мощные шаговые электродвигатели. В данной ситуации они будут преодолевать относительно небольшое трение во время перемещения по направляющим. Чтобы уменьшить сопротивление, требуется соответствующая смазка;
• чтобы получить хорошую точность, подойдут шаговые электродвигатели с единичным шагом в 1,6º. Требуется надлежащим образом подобрать необходимую пару винтов;
• используя зубчатый ремень, добиться точности более 0,3−0,4 мм на длине 65−75 см крайне трудно. Винтовой привод легко решит данную проблему;
• оптимально использовать подшипники скольжения.

Шаговые двигатели ФОТО: vseochpu.ru

Особенности изготовления

По сравнению с обычным фрезером или токарным станком, станок с ЧПУ годится даже для лазерной обработки. Управление станком осуществляет не только человек, но и микрокомпьютер (контроллер с процессорным блоком), что делает реализуемой технологическую усложнённость получаемых изделий. В частности, доступны выжигание по дереву и гравировка металлов с помощью лазера. А это уже – верх совершенства техпроцессов, ведь лазер обладает высокой точностью, если применить его в реальном деле.

Принцип действия ЧПУ следующий: программист или оператор задаёт компьютерному (вычислительному) блоку определённую программу, алгоритм. Микрокомпьютер, в свою очередь, приводит в действие двигатели, управляющие механизмами станка, коммутируя подачу электропитания на сами моторы.

Импульсы, периоды, в течение которых моторы запитываются и срабатывают на определённое количество оборотов (или доли одного оборота), очень точны – они задаются программой, переданной в процессор. Человек здесь бы ошибся, «недодав» питания – или «передержав» мотор запитанным, отчего параметры изготовленного изделия оказались бы далеки от заданных. Например, то же самое выжигание получилось бы неровным – скажем, покупатели требовали изображение розы на листе фанеры, а в итоге вышла бы не роза, а непонятный цветок, ни на что не похожий.

Кроме физической части механизмов, двигателей, в станках присутствует и программная часть. Сегодня ею может быть системный блок ПК 2000-х годов выпуска. Готовый микрокомпьютер – моноплата, содержащая процессор, оперативную память, флеш-накопитель (вместо отдельного диска-носителя), графический сопроцессор (простейшая встроенная видеокарта), дополнительные порты USB.

Возможно наличие порта LPT и/или COM. Производительности достаточно для работы операционной системы Linux (любая версия), Windows (версия XP или 7). Присутствует встроенный адаптер питания и 1-2 порта LAN, порт для подключения внешнего монитора SVGA/ (micro-) HDMI. Размеры микрокомпьютера (с корпусом) – пространство, занимающее половину глиняного кирпича – «сотки». Современные модели – в разы меньше.

Часть комплектующих элементов для станка, как и сам микрокомпьютер, заказываются в Китае. После сборки пользователь получает весьма надёжный, точный в работе станок, позволяющий ему соперничать со многими китайскими производителями. Перед запуском собственного домашнего производства пользователь определяет ряд аспектов:

• габариты будущего изделия;
• типы и разновидности материалов, планируемых к обработке;
• класс, параметры точности изготавливаемых деталей.

Что можно делать ручным фрезером с разными фрезами

Краткий обзор фрез даст полное понимание того, что можно делать ручным фрезером по дереву и как его можно использовать в домашних условиях и столярной мастерской. Из основных видов часто используемых в работе с деревом можно выделить пазовые, кромочные и комбинированные фрезы.

Виды пазовых фрез и их назначение

Как понятно из названия, с помощью пазовых фрез можно сделать ручным фрезером пазы. А также использовать для нанесения декоративной фрезеровки на лицевые части мебели.

• Прямая пазовая. Простая цилиндрическая форма позволяет делать прямоугольный паз, ширина паза определяется диаметром фрезы. Подходит для рейсмусования.
• Дисковая пазовая. Ширина и толщина диска определяет глубину и ширину паза, который можно сделать ручным фрезером. Также используется для рейсмусования заготовок.
• Галтельная пазовая. В зависимости от формы фрезы, закругленной или V-образной, можно сделать ручным фрезером по дереву закругленный или треугольный паз разной ширины.
• Конструкционная пазовая. Обеспечивает более прочное и стабильное столярное соединение, Т-образное или «ласточкин хвост» в зависимости от формы фрезы.
• Фасонная пазовая. Используется для декоративного оформления фасадов и других лицевых заготовок.

Виды комбинированных фрез и их назначение

Для того чтобы сделать фрезером по дереву соединение «шип-паз» может понадобиться сразу две фрезы, которые в комплекте называются «комбинированные». Есть также вариант сделать «шип-паз» с использованием одной фрезы, путем сдвигания одной заготовки относительно другой на ширину шипа и паза.

Одиночные комбинированные фрезы позволяют нарастить длину заготовки из коротких остатков путем переворачивания одной детали относительно другой (чтобы соединение «шип-паз» сошелся).

Двойные комбинированные шипо-пазовые фрезы используются для изготовления вагонки из дерева и других облицовочных панелей с указанным столярным соединением. В комплекте идет сразу пара разных позиций, следует быть внимательным при использовании. Одни виды предполагают переворачивание заготовки, другие – работу в одной плоскости, чтобы соединение сошлось.

Федерейные комбинированные фрезы предназначены для декоративного оформления фасадной части мебели. С помощью федерейной горизонтальной фрезы можно сделать фрезером рельеф по плоскости фасада, а вертикальной – оформить цоколь (плинтус) по высоте. Двухсторонняя горизонтальная фреза позволяет сделать декоративную резьбу для последующей сборки в паз филенкой.

Виды кромочных фрез и их назначение

С помощью кромочных фрез можно делать фрезером любые фаски на торцах заготовок. Как правило, этот вид фрез практически всегда оснащен подшипником по верхней или нижней части фрезы. Это дополнение помогает четко и ровно работать по шаблону и прогонять базу заготовки по любым радиусам и изгибам, с обрезкой.

Кромочные обгонные фрезы используются для снятия кромки под прямым углом. С их помощью можно делать фрезером деревянные заготовки для последующего склеивания в единый мебельный щит.

Кромочные фальцевые фрезы используются для выборки паза прямоугольной или квадратной формы, подходит для рейсмусования заготовок.

Кромочные калевочные и конусные фрезы предназначены для снятия фаски с полукруглым или скошенным краем на заготовках. Калевочная позволяет оформлять фаску как со «ступенькой», так и без нее, в зависимости от положения фрезера.

Кромочные фигурные и полустержневые фрезы помогают красиво оформить торец заготовки по всей толщине, с захватом нижней части. Работать с ними можно с мощностью фрезера от 1600Вт.

Также виды фрез по дереву подразделяют и по другим признакам, более подробно можно узнать из видео.

Чтобы не было прожогов на заготовках, а также чтобы сильно не перегружать мотор фрезера малой и средней мощности, не пытайтесь достигнуть желаемого эффекта за один проход. Лучше пройтись несколько раз по заготовке, чтобы достичь аккуратного и чистого реза на торце.

С помощью дополнительных приспособлений, фиксации инструмента на верстаке или подвижной каретке в вертикальном и горизонтальном положении, можно делать фрезером вручную действительно оригинальные и красивые предметы декора, отделки и мебельной обстановки.

Подготовка к работе

До сборки изучаем конструкцию по частям. Если не из чего выбрать, то докупаем необходимые материалы для поочередной сборки.

Какие материалы использовать?

Не запрещено своими руками собирать конструкцию из имеющихся материалов. В дело идет все:

• Фанера любой толщины.
• Доски или щиты из них. Бруски любые.
• ДСП, ДВП.
• Стальной прокат и алюминий.
• Трубный прокат.

Необходимые комплектующие

Именно докупать комплектующие нужно в том случае, если задуман фрезерный стол с ЧПУ. Но классический стационарный станок не трудно сделать из:

• Любого ручного фрезера.
• Дрели.

Инструменты для работы

Для работы готовим:

• Столярный клей.
• Гайки, саморезы и болты нужного размера.
• Материал для крышки (МДФ или фанера).
• Электроинструмент (лобзик, торцовую пилу и т.д.).
• Наждачную бумагу.
• Инструмент для разметки.

Изготавливаем самодельное оборудование

Несмотря на кажущуюся сложность, выполнить самодельный фрезерный станок не составит труда. У вас лишь должна быть на руках соответствующая схема выполнения такого агрегата, а в качестве основы можно использовать старую ненужную дрель или электродвигатель, который при помощи ременной передачи подключается к рабочей головке и фрезеру. Выбирая электромотор или используемую дрель, необходимо предпочтение отдавать моделям мощностью более 2 кВт. Такой привод обеспечивает высокую мощность и скорость вращения фрезы, что гарантирует качество обработки древесины.

Вам необходимо будет сварить из металла прочную несущую станину или выполнить ее из дерева, обеспечив полную неподвижность и прочность конструкции. Сверху закрепляется столешница, которая используется в качестве фрезерного стола. Столешница должна изготавливаться из прочных, долговечных материалов, которые устойчивы к вибрации и статическим нагрузкам. Основные требования, которые предъявляются к станине — это устойчивость и жесткость конструкции. При определенной доле сноровки и опыте работы с пиломатериалами можно выполнить оригинальный вариант станины из древесины с многочисленными ящиками для хранения всевозможных инструментов и материалов.

В качестве режущего инструмента можно использовать ручной фрезер, который следует закрепить строго перпендикулярно по отношению к смонтированной столешнице. Можно также изготовить специальные приспособления и переходники, которые минимизируют усилия при наклоне и перемещении глубины фрезера. Для изготовления таких дополнительных приспособлений вам потребуется прочный металлпрофиль, а всю работу выполняют по имеющимся чертежам.

Фрезер крепится к несущей головке, которая может быть выполнена из старой дрели. Такую дрель необходимо будет закрепить на кронштейне станины при помощи прочного болтового соединения. Рабочий инструмент фиксируется строго параллельно столу, поэтому при выполнении данной работы вам обязательно потребуется использовать уровень, регулярно проверяя правильность выполненной конструкции.

В том случае, если выполненная конструкция фрезерного станка подразумевает использование электромотора, то мотор обычно крепят под нижней плоскостью станка, выводя через шкивы и ременные передачи привод к рабочей головке. В данном случае необходимо будет предусмотреть возможность регулировки скорости вращения рабочей головки, для чего используют мотор с несколькими режимами работы или же устанавливают дополнительно шим-контроллер, который позволяет изменять мощность напряжения на двигателе, изменяя тем самым скорость вращения шпинделя для фрезерного станка по дереву.

На завершающем этапе выполняется устройство параллельного упора. Наличие такого параллельного упора позволяет деталям правильно располагаться и в последующем двигаться под заданным углом к режущей кромке фрезера. На устройство параллельного упора в процессе эксплуатации и обработки древесины может приходиться повышенная нагрузка, соответственно, упор необходимо делать из прочных материалов, что и позволит обеспечить надежность такого оборудования.

При фрезеровании и обработке древесины выделяется большое количество стружки, для удаления которой слесарный или сверлильный станок оснащается дополнительно пылесосом, позволяющим быстро удалять от рабочей зоны появляющуюся стружку, упрощая работу на оборудовании. Необходимо спланировать расположение патрубка пылесоса таким образом, чтобы он находился непосредственно над рабочей зоной, но при этом не мешал движению фрезы и самой заготовки. Наличие пылесоса несколько усложняет конструкцию станка, но существенно упрощает работу на самодельном оборудовании.

Фрезерование деталей в домашних условиях

Определяясь с типом станка, нужно отталкиваться от работ, которые можно выполнять с его помощью.

Фрезеровать можно:

1. Поверхности деталей, добиваясь получения нужных плоскостей.
2. Создавать пазы, в которые в последующем будут устанавливаться шпонки, например, для монтажа шкивов или зубчатых колес на валах.
3. Нарезать зубья на шестернях или звездочках, эти детали применяют в трансмиссиях машин или коробках перемены передач.
4. Придавать оригинальную форму литым или кованым изделиям, фрезерование производится по специальным программам или моделям (оригиналам).
5. Пропиливать углубления для прохода жидкостей или газов в специальных устройствах.
6. Изготавливать оригинальные медали, жетоны, значки и другие эксклюзивные малоразмерные изделия.

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.

4 Лифт для бытового фрезера – полезное приспособление

При желании можно дополнительно сделать специальный лифт, который упростит процесс использования станка, собранного своими руками по описанной технологии. Тогда передвигаться будет каретка с инструментом, а рабочая поверхность останется неподвижной.

Лифт позволяет оперативно заменять режущий инструмент на самодельном станке, а также максимально точно выверять геометрические параметры фрезеруемых изделий. Кроме того, лифт повышает безопасность эксплуатации агрегата. Он дает возможность мастеру не контактировать с рабочим инструментом. Вы просто-напросто установите рычаг либо небольшой вороток и будете с их помощью передвигать лифт вдоль самодельной фрезерной установки.

Лифт самодельной фрезерной установки

Своими руками этот полезный элемент станка делается так:

Из текстолита вырезаете опорную пластинку. Монтируете ее на столешницу.
Присоединяете две стойки к пластине

Важно! Стойки по отношению друг к другу ставятся строго параллельно.
Ставите каретку на станок. Монтируете на нее фрезер.

Рейсмус и фуганок из фрезера

Назначение рейсмуса – это калибровка заготовок из дерева в один размер по толщине.

На базе фрезера также можно сделать некое подобие данного агрегата.

Рейсмус из фрезера своими руками можно изготовить из пары направляющих, закрепленных на ровной поверхности, и площадки, на которой закрепляется фрезерная машина. Деталь, которую нужно выровнять по толщине, закрепляется на столе, под площадкой с агрегатом. На фрезере сначала выставляется нужный вылет оснастки, после чего проводится обработка всей поверхности детали.

Используя фрезеровальную машинку в качестве привода, можно изготовить и мини-фуганок для обработки небольших по размеру заготовок. На рисунке ниже показано, из каких деталей состоит портативный фуговальный станок.

Также можно изготовить стационарный фуганок из фрезера для обработки длинных заготовок. Как это делается, можно узнать из следующего видео.

Изготовление станины и столешницы

Станина самодельной фрезерной установки должна обладать высокой устойчивостью и надежностью, так как именно на нее будут приходиться основные нагрузки. Конструктивно она представляет собой каркас с опорами, на котором фиксируется столешница. В качестве материала для изготовления каркаса станины можно использовать соединяемые сваркой металлические профили, ДСП, МДФ, дерево. Желательно сначала подготовить чертежи такого устройства. На них необходимо обозначить все элементы конструкции и их размеры, зависящие от габаритов деталей, которые планируется обрабатывать на таком фрезерном оборудовании.

Варианты обработки различными видами фрез

Нижнюю часть станины со стороны ее передней части необходимо углубить на 100–200 мм, чтобы ногам оператора фрезерного станка ничего не мешало. Если вы собираетесь обрабатывать на своем самодельном станке накладки для дверей и торцы фасадов для них, то размеры станины могут быть следующими: 900х500х1500 (высота, глубина, ширина).

Одной из значимых характеристик станины для самодельного фрезерного станка является ее высота, от которой зависит удобство работы на таком оборудовании. По требованиям эргономики наиболее подходящая высота оборудования, за которым работают стоя, — 850–900 мм. Нижние части опор станины желательно сделать регулируемыми. Это даст возможность не только компенсировать неровности пола, но и в случае необходимости, менять высоту фрезерного стола. Для изготовления поворотного стола своими руками достаточно зафиксировать на его ножках специальные колесики.

Сборка примерно такого стола рассмотрена в варианте №2

Сделать фрезерный стол, отличающийся невысокой ценой, высокой надежностью, можно из столешницы старого кухонного стола. Такие столешницы, как правило, изготовлены из листа ДСП толщиной 26 или 36 мм, покрытого износостойким пластиком. Их поверхность обеспечивает хорошее скольжение заготовки, а основа из ДСП отлично гасит возникающие при работе оборудования вибрации. Если делать рабочий стол для станка своими руками, то для этих целей подойдут плиты из МДФ и ДСП (ЛДСП) толщиной от 16 мм.

Основные правила работы

Изготовление столярных изделий предполагает применение деревообрабатывающего оборудования. При помощи фрезера можно не только разрезать пиломатериалы, но создавать на них узоры, чтобы добиться декоративного оформления.

Наверняка, каждый согласится, что древесина является одним из тех материалов, которые легко поддаются обработке, а благодаря агрегату результат будет эффективным.

Нельзя не отметить, что фрезер используют вместе с лобзиком, тисками и другими приспособлениями. Полотно из древесины, на котором нарисован узор, устанавливается на поверхности и закрепляется, после чего можно водить инструментом по контуру, чтобы получить готовый элемент. Фрезы предлагаются в разных вариантах, поэтому существует много приёмов обрабатывать древесину и другие материалы.

Одним из главных правил работы с агрегатом является то, что передвигать работающий режущий инструмент необходимо равномерно, только так можно получить качественный результат. Конечно, процедура не из легких, необходимо прилагать усилия так, чтобы не сильно давить на поверхность, но при этом и не позволить элементу двигаться самостоятельно, только так изделие будет обработано с высокой точностью. Замедлять ход инструмента во время поворотов нельзя, такие изменения могут привести к тому, что заготовка будет испорчена и прожжена.

Для настройки глубины среза предназначен подъемный механизм, пользуясь которым можно выбрать калибровку

Многое зависит от типа фрезерного устройства и производителя, поэтому для начала важно выбрать инструмент, который уже успел зарекомендовать себя с лучшей стороны. У многих фрезеров есть круговые направляющие, благодаря которым получают ровные края обрабатываемого материала

Если необходимо сделать пазы, то здесь понадобится угловой упор, который находится на корпусе оборудования. Прежде чем запустить станок, нужно убедиться, что заготовка надежно закреплена, это обеспечит безопасность.

Каждый опытный специалист акцентирует внимание на том, что новичку необходимо ознакомиться с правилами безопасности. Речь идет о движущемся режущем инструменте, который при неправильной эксплуатации может нанести увечья и привести к травмам

Чтобы обеспечить защиту от таких проблем, используемые фрезы должны быть исправны, глубина съема не должна превышать 5 мм, а замена насадок своевременной (при обесточенном агрегате).

Чтобы продлить срок эксплуатации оснащения, необходимо не только соблюдать алгоритм технологического процесса, но и систематически обслуживать агрегат.