Станок ЧПУ для моделиста
В первую очередь эта ветка адресована МОДЕЛИСТАМ. Для моделиста построить то что я предлагаю, вообще не проблема (строили и вещи и посложнее), а польза от использования подобного устройства с лихвой перекроет затраты труда, времени и денег. Я сам моделист, поэтому знаю, что говорю.
Кстати, о деньгах. Скажу сразу - не дорого! Относительно не дорого. Самая дорогостоящая часть станка - направляющая с двумя каретками. В “Сервотехнике” такая штука стоит 2100…2500 руб. в зависимости от длины рельса, но можно найти дешевле. В станке 6 таких направляющих, что составляет около 13500 руб. Остальное: шаговики (например, от старых принтеров); контроллер (электронщики спаяют сами); фанера, винты, подшипники (с рынка)… - все это у кого, как получится. Даже если не паять драйвера самому, а купить готовый контроллер на три оси, думаю, за все про все можно уложиться тысяч в 30, или даже меньше.
Доступно это? Для большинства моделистов - вполне!
Итак.
• Вся конструкция станка будет выполнена из фанеры 4, 8 и 10 мм.
• Столешница деревянная, из клееной мебельной панели толщиной 20 мм.
• Комплектующие - мелкие рельсовые направляющие с каретками от старых приборов (но их можно купить, например, в “Сервотехнике”).
• Резьбовые шпильки с рынка.
• Ходовые гайки и переходные втулки придется заказать токарю.
• Еще нужны шаговые моторы и контроллер на три оси. Вот, собственно, и все. Это по крупному. А по мелочи
• подшипники (простые, не радиально-упорные), шурупы 3х10 для крепления рельс (не саморезы, а именно шурупы с полукруглой головкой) , винты М3, обрезок алюминиевой прямоугольной трубы 40х80х4 мм и небольшие полоски алюминия толщиной 2 …3 мм.
Что же я ожидаю от фанерного станка с такими комплектующими?
Много чего хорошего.
Во-первых. При условии небольших рабочих ходов по Y (200…250 мм) и Z (50…70 мм), ожидю получить приличную жесткость, достаточную для того, чтобы пилить бальзу, фанеру и пластики с точностью до 0,1 мм на длине 400…500 мм. Такая точность удовлетворит моделиста в подавляющем большинстве случаев. А может, точность будет и выше, ведь основа ходовой части станка - весьма точные станочные направляющие. Не удивлюсь, если станок будет пилить тонкий алюминий и карбон. Однако, тут могут возникнуть проблемы с охлаждением. Лить СОЖ на деревянный станок я бы не стал, но организовать струю воздуха под хорошим напором в зону реза вполне можно. Я работал с таким охлаждением. Это лучше, чем вообще ничего.
Во-вторых. Станок будет портативный , технологичный и легкий в изготовлении. Подгонка деталей и настройка - не проблема. Долго ли он прослужит? Долго. Я думаю, станок переживет не одну замену износившихся ходовых винтов. Ремонтопригодность также будет на высоте. Дерево, а тем более фанера, отличный материал. Достаточно вспомнить, деревянные корабли и фанерные самолеты. Да что там самолеты! Столы и стулья достаточно вспомнить.
Из инструментов потребуются: лобзик, дрель, ножовка по металлу, шкурка и напильники. В основном, конечно, лобзик.
Признаюсь сразу, сам я этот станок лобзиком не выпиливал. Пилил на новом станке ЧПУ, так сказать, для обкатки. Ручками это, конечно, посложней. Однако, за свою жизнь я столько навыпиливался ручным лобзиком, что могу судить профессионально - сложно, но можно! В основном используется фанера 8 мм. Если работать по вечерам, то это не одна неделя выпиливания и подгонки, опять же, если стараться и не халтурить.
Так что, кто не любит работать ручками - лучше не браться.
Чёрт побери, а оно стильно даже как-то… Под ретро, что-ли 😃. Красиво!
Вы- змей искуситель!
ВЫШАК !!!
Ну уж не знаю по моему фанера это перебор 😃. Вроде дюраль и доступна и не сильно дороже фанеры в розницу, а пилиться так же электролобзиком.
К тому же за обозначеный бюджет 30-40 тысяч можно уже и купить что то. Вот тут например www.purelogic.ru/cnc_mill.html цена какраз с 43 тысяч начинается а если киты на ebay поискать и заказть то можно и чего-то побольше собрать за те же деньги…
Не внушает фанера доверия как то мне… хотя может это предубеждения 😃)
по моему перебор совмещать несовместимое, проще взять валы от гидроцилиндров и втулки качения в алюминиевых блоках.
будет проще и такое же по жесткости если не больше.
это по определению должно быть дешевле чем рельсы
единственный смысл вижу в том что фанерную конструкцию можно через какое-то время заменить на алюминий/сталь, шпильки на ШВП и получить совершенно другой станок.
О фанере.
Моделисты хорошо знают свойства этого материала и им не надо объяснять особенности конструирования изделий из фанеры и дерева. А особенности эти есть.
Главная особенность - фанера не дружит с винтами и гайками, совсем не дружит! Даже шурупы и саморезы для фанеры это плохо. Фанерная конструкция, детали которой соединены таким образом, разболтается очень быстро. Винты, гайки, саморезы - только помогают клею, который и обеспечивает надежное соединение.
Кстати о клее.
Для склеивания фанеры можно использовать любой древесный клей, подходящий для конкретных условий эксплуатации. Условия эксплуатации у нас простые - на улице под дождем и снегом станок работать не будет, только дома. Поэтому, вполне подойдет ПВА. Очень хорошо использовать густой циакриновый гель, однако, он намного дороже. И все-таки, без эпоксидки не обойтись - эпоксидные составы незаменимы при склеивании металла и фанеры, а в нашем станке такие места есть .
Ударная вязкость материала (способность гасить вибрации) параметр один из самых важных. У фанеры этот параметр на высоте. Что для станка, конечно, хорошо.
Один из главных недостатков фанеры - выраженная анизотропия механических свойств. Например модуль упругости фанеры вдоль и поперек волокон в среднем отличатся в 2 раза. Этот факт надо обязательно учитывать при конструировании деталей, какие бы маленькие они не были.
Вообще, деталей в фанерном изделии должно быть много. Чем их больше, тем ровнее, жестче и надежней получается конструкция. Отдельные детали ребер, подкосов, косынок, упоров, сухарей, планок и прочее в том же духе, т.е. всего того, что для конструирования из металла является плохим тоном, для фанеры - очень даже хорошо! Парадокс? Вовсе нет. Клееная конструкция сродни сварной, или даже литой. Можно получить большие и весьма замысловатые корпусные сборки, склеенные из множества простых плоских деталей, причем жесткость таких сборок оказывается на высоте. Например, на модели самолета клееная моторама из фанеры 6 мм отлично держит ДВС 20…25 кубов и не разваливается, и жесткость достаточная.
Это позволяет свести количество разъемных соединений до минимума. Например, этот станок содержит всего 6 относительно крупных клееных корпусных узлов, которые будут свинчены.
Еще из особенностей.
ВСЕ детали, составляющие клееную сборку, какие бы маленькие они не были, должны быть на шипах. Шипы в пазы должны входить плотно, с небольшим натягом. Это позволяет выровнять конструкцию и сохранить в дальнейшем геометрическую точность изделия.
То, что уважаемый Dj_smart назвал РЕТРО, тоже особенность конструирования из фанеры - никаких острых углов. Округлость форм распределяет нагрузку и предотвращает сколы материала на углах.
О фанере.
Главная особенность - фанера не дружит с винтами и гайками, совсем не дружит!
А направляющие как крепить? 😒
Направляющие и винты.
Шариковые линейные направляющие. Почему они? Потому что в данном случае они проще и надежнее любых других. Направляющие это тот элемент конструкции, в котором надо быть стопроцентно уверенным. Мы как бы цепляемся за заведомо точные покупные элементы и “наворачиваем” остальную конструкцию вокруг них. Кроме того, плоский рельс крепится по плоскости. Множество шурупов, которыми крепится рельс, это тоже плюс.
Все это позволяет распределить нагрузку и облегчить фанере жизнь, в отличии от круглых направляющих, которые на концах в месте крепления создают концентрацию нагрузки, что для фанеры плохо. В принципе, можно применить круглые направляющие на подложке, но они более габаритны, а нам раздувать размеры станка не выгодно.
Я использую направляющие SBMNS09 с шириной рельса 9 мм. Несмотря на миниатюрность это достаточно мощное устройство. Одна каретка держит в динамике 142 кг, а в статике и того больше - 290 кг. Это за глаза, с запасом.
Ходовые винты - это резьбовые шпильки с рынка. На Y и Z - М8, на Х - М10. Подшипниковые узлы просты, как правда - в фанерных пластинках делаются отверстия для подшипников, а между ними прокладывается дюралюминиевая пластинка (толщина 2 мм), в которую подшипники упираются. Сам винт фиксируется обычными гайками на “Локтайте”. Простенько и сердито. Задача максимально облегчить замену винтов. А менять их придется. Ходовые гайки у меня капролоновые, а капролон материал серьезный. Даже при наличии смазки капролоновая гайка интенсивно стирает сырую резьбовую шпильку. Поэтому винт должен быть простым - отрезал новый кусок от покупной шпильки и вставил, желательно без дополнительной обработки концов.
Как быстро сотрется винт? Понятия не имею! Но то, что сотрется, это точно, а вот гайка будет жить! И это для бюджетного станка хорошо, т.к. гайку надо заказывать токарю, а это дороже шпильки.
А направляющие как крепить? 😒
На эпоксидке и шурупах 😃
Рабочее поле и габариты станка.
Рабочее поле станка будет 75х200х600 мм. Почему 75х200 я уже писал - чем меньше, тем лучше (в смысле, проще обеспечить необходимую жесткость). А вот почему 600, а не 700 или 800? На самом деле габарит по Х не принципиален. Можно сделать и 1000, были бы рельсы нужной длины. У меня рельсы максимальной длины 730 мм, поэтому рабочее поле получилось 600 мм, а вообще, какая нужна длина, такую и можно сделать. Только один нюанс. Чем длиннее столешница, тем она должна быть толще.
Идея с деревом - шикарна, дешева и сердита! Но вопросец терзает маленький. Поскольку Вы, уважаемый Граф уже ответили по поводу влаги, которая должна коробить станок у нерадивого хозяина, однако не будет ли та же вава, применив рельсовые направляющие, требующих периочическое обслуживание и смазки неизбежно попадающую на несущие детали станка? Древесина и фанера маслице любят впитывать, а так же любят при этом иногда коробится и расслаиватся, если не применить дополнительные меры защиты.
Интересно, можно ли рассчитать жесткость такого станка в СолидВоркс, как делают для металлических? И что покажут расчеты?
если не применить дополнительные меры защиты
Вы сами себе и ответили: кто мешает пройтись лаком для себя, любимого.
Стер пыль с дубовой фанеры, смазал электролобзик, стер слюни.
Кто тут в цари на изготовление последний? Ни кто? Так я первый буду (с).😋
С нетерпением жду продолжения.
Подходов по изготовлению такого станка было несколько штук. Даже есть рельсы и немного шпилек. 😇
Древесина и фанера маслице любят впитывать, а так же любят при этом иногда коробится и расслаиватся, если не применить дополнительные меры защиты.
В принципе, вам уже ответили 😃 От себя могу добавить.
На счет масла. Масло фанере не вредит. Обычную строительную фанеру пропитывают горячей олифой для придания ей водостойкости (например, при использовании в качестве наружной обшивки лодки или катера. У меня был такой). Кроме того, существует бакелизированная фанера. У нее слои склеены клеем на основе фенолформальдегидной смолы. Эта фанера вообще ничего не боится и, к тому же, гораздо прочнее обычной (800 кг/см2 вдоль волокон рубашки). Есть, так называемая, авиационная фанера, тоже очень подходящая для наших целей. В общем есть простор для творчества.
Интересно, можно ли рассчитать жесткость такого станка в СолидВоркс, как делают для металлических? И что покажут расчеты?
Вряд ли получится из-за, как я уже говорил, выроженной анизотропии механических свойств. Имеет значение направление волокон наружних слоев склееных деталей, клеевой слой неравномерен, клей пропитывает древесину и меняет ее свойства и т.д. и т.п.
Короче, ничего полезного подобные расчеты не дадут.
Продолжим.
Вот балка портала.
Некоторым может показаться, что тонкие ребрышки только усложняют и ничего полезного не дают. Это неправильно. Дают. И еще как! Не забывайте, ребрышки не привинчены, а ПРИКЛЕЕНЫ! Это монолитная конструкция
Великолепно!
Но!
Есть пара маааленьких ньюансов.
Первый:
Использование прицизионных направляющих - это расточительство.
(в данном случае)
Второе:
Правильная работа этих направляющих обеспечивается правильной установкой онных, что на фанере почти недостижимо. Все данные по установке, как правило, показаны в паспорте на эти направляющие.
Третье:
Шпильки!!!
(несуразится - шпильки и высокоточные направляющие)
Ну замените хотябы на трапецию 12х3!
Я ни в коей мере не сомневаюсь что станок будет работать!
Работа Вами проделана колоссальная, но появилось ощющение что рождается новый вид моделизма, или точнее новый класс моделей… (затрудняюсь в “обозвании” этого класса).
…моё сугубо личное мнение…, как моделиста,
“решпект” и уважуха! ( это из серии - такова “селява”)
Уважаемый ГРАФ!
Снимаю шляпу!
Настоящий инженерный подход!!!
По поводу расточительства…заниматься юстировкой рельсов при точности + - 0,1mm на дереве нет необходимости .
Это тоже моё личное мнение:)
Великолепно!
Использование прицизионных направляющих - это расточительство.
(в данном случае)
Ездить на трехсот сильном джипе по московским пробкам - расточительство…
Сидеть в интернете на супер навороченном компьютере с четырехядерным процессором и винчестером на 240 гигов - расточительство…
Ставить гигантскую ванну с гидромассажем в дачном домике, где достаточно душа на улице - супер расточительство… Продолжить? 😃
Мне УДОБНО ездить в джипе 😃
Мне УДОБНО на навороченном компьютере 😃
Мне УДОБНО мыться в джакузи на даче 😃
Так вот.
В данном случае, ставить такие направляющие УДОБНО!! 😃
В любом случае, ничего более удобного, что можно применить для фанерного станка я не вижу. Впрочим, это не значит, что ничего более удобного не существует в природе 😃
Мне кажется, нельзя создать ВЕЩЬ экономя буквально на всем, это будет уже не ВЕЩЬ, это будет УБОГАЯ вещь 😃 😃
Блин ,после прохода жертвенного слоя и сверловки на новом станке етот вариант будет наверное первым,что я нарежу 😃 КРАСОТААА.
p/s Эт новое слово в станкостроении 😃)
Так что, кто не любит работать ручками - лучше не браться.
Опять микроны, жёсткость и пр. А об основном забыли. Цитата выше. Это не ящик под картошку склепать 😃. Ей-бо бы взялся, хотя фанеру(хорошую) у меня найти сложнее, чем, скажем, дюраль. Но вот чую, что не вкурю. Именно так - чтобы КРАСИВО. Но мозги в этом направлении шелестят, мож созрею😁
По поводу расточительства…заниматься юстировкой рельсов при точности + - 0,1mm на дереве нет необходимости .
Это тоже моё личное мнение:)
Обижаете! 😃
Я ожидаю ± 0,05 мм. 0,1 это все поле допуска 😃
[QUOTE=Dj_smart;1348930]Опять микроны, жёсткость и пр. А об основном забыли. Цитата выше. Это не ящик под картошку склепать 😃.
Ежли Вы про меня ,то я для эстетики, оч ход понравился правда красиво ,а я люблю дерево 😃 Железяк у меня хватает 😃
com@, упаси бог 😃. Про разговор вообще. А то все кинулись искать слабые места, а вот оценить свои силы забыли 😃. Опять же. Имею ввиду изготовление именно вот так, с претензией на шик. А то сам себя поймал на мысли: " А вот тут можно упростить…". Ну и так далее.
Делают же умельцы полностью деревянные (за исключением пружин) часы.
А тут станок. Красиво, глазу приятно.