Самодельный шпиндель для фрезерного станка по дереву

Шпиндель для настольного фрезерного станка с ЧПУ своими руками

Шпиндель фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, является важнейшим конструктивным элементом такого оборудования. В этой детали закрепляется режущий инструмент, и именно она передает ему вращение.

Шпиндели фрезерного станка с ЧПУ, размещенные на подвижном портале

Варианты шпинделей для фрезерного станка

Если вас интересует самый недорогой шпиндель для вашего самодельного фрезерного станка с ЧПУ, то для этого можно использовать серийный гравер. Мощность такого устройства составляет 125 Вт, а цена начинается от 500 рублей. Однако такой шпиндель имеет ряд существенных недостатков. На малых оборотах он выдает слабый крутящий момент, что не позволяет использовать его для обработки заготовок из металла. В связи с этим применять такой шпиндель можно только для гравировки и для обработки заготовок из мягких пород дерева фрезами небольшого диаметра.

Шпиндель из гравера будет, пожалуй, самым бюджетным вариантом

Второй вариант шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ, сделанного своими руками, – это бормашина, стоимость которой начинается от 2000 руб. По сравнению с гравером, такое устройство работает существенно тише, совсем незначительно теряет крутящий момент на небольших оборотах, отличается качественным патронным зажимом.

Бормашина «Профиль М-01» с кулачковым патроном, позволяющим применять насадки с хвостовиками различных диаметров

Шпиндель станка для фрезерования можно изготовить своими руками, используя DC-моторы, работающие от напряжения 12–48 В. Мощность таких моторов, способных развивать в минуту 12 000 оборотов, составляет 400 Вт. Такой шпиндельный двигатель отличается следующими преимуществами: отсутствием сильного биения и сильного шума при работе, использованием стандартной цанги ER11A.

Если дооснастить такой шпиндель несложным электронным устройством, то при помощи ЧПУ можно управлять числом его оборотов. Есть у такого шпинделя и недостатки, к которым следует отнести необходимость в дополнительном источнике питания, невысокую мощность, значительный нагрев при работе, что вызывает необходимость его охлаждения. Из-за невысокой мощности самодельный фрезерный станок с таким шпинделем пригоден для обработки только мягких материалов.

Шпиндель самодельного фрезерного станка с ЧПУ из DC-мотора

В качестве шпинделя для самодельных станков с ЧПУ можно также использовать прямошлифовальные машины и фрезеры. Если вы возьмете в качестве шпинделя фрезер модели Энкор ФМЭ-850 Вт, то у вас в распоряжении окажется станок, на котором можно обрабатывать не только деревянные заготовки, но и изделия из фанеры и цветных металлов. Что удобно, в комплекте с таким фрезером идет цанга на 6 мм, для которой есть стандартные переходники 3 в 6 мм. Используя этот переходник, в такой шпиндель можно устанавливать фрезы с диаметрами 0,1–6 мм.

Не все модели фрезеров имеют в своем комплекте такую цангу, что не позволяет применять их для оснащения фрезерных станков с ЧПУ. Есть у фрезера Энкор ФМЭ-850 Вт и недостатки, к которым относятся высокая шумность при работе и отсутствие в конструкции электронного устройства, отвечающего за изменение количества оборотов, что не позволяет использовать его для обработки полимерных материалов (для этого необходимы небольшие обороты фрезера).

Использование вертикального фрезера в качестве шпинделя станка

Если на фрезерном станке с ЧПУ, который вы сделали своими руками, необходимо обрабатывать полимерные материалы, то в качестве шпинделя для него лучше использовать фрезеры торговой марки Sparky. Мощность таких фрезеров может варьироваться в пределах 500–1050 Вт. В конструкции моделей, мощность которых начинается с 750 Вт, предусмотрено электронное устройство, отвечающее за изменение количества оборотов, поэтому их можно использовать для обработки полимерных материалов (акрил, ПВХ, двухсторонний пластик, модельный пластик и др.). Для обработки таких материалов фрезер должен иметь возможность вращаться с небольшим количеством оборотов, не теряя при этом своей мощности. Это предотвращает нагрев в зоне обработки и плавление пластика, а высокая мощность обеспечивает достаточную производительность процесса фрезерования.

Оптимальными по соотношению «цена – качество» являются фрезеры торговой марки Kress, которые также можно использовать в качестве шпинделей для станков, оснащенных системой ЧПУ. Большим преимуществом таких фрезеров является то, что в их конструкции предусмотрена система, которая нормирует биение.

Фрезер Kress в качестве шпинделя

При желании можно оснастить свой самодельный фрезерный станок с ЧПУ профессиональным шпинделем, в конструкции которого предусмотрена система жидкостного охлаждения. Кроме эффективной системы охлаждения, в конструкции такого шпинделя есть 3–4 подшипника, что значительно повышает его надежность и точность обработки (здесь стоит заметить, что в шпинделях обычного бытового оборудования установлено только 2 подшипника). К достоинствам таких устройств следует отнести отсутствие в их конструкции быстроизнашиваемых щеток и низкий уровень шума при работе. Самым большим недостатком таких шпинделей является то, что их стоимость начинается от 7000 рублей. Кроме того, дополнительно придется потратиться на приобретение частотного преобразователя для системы охлаждения, который стоит порядка 6000 рублей.

Заводской поворотный шпиндель для станка с ЧПУ

Шпиндель для станка с ЧПУ своими руками

Чаще всего для станков с ЧПУ, которые сделаны своими руками, используют устройство для резки металла «Дремель» или китайские аналоги подобного оборудования, которые без проблем можно приобрести в любом городе РФ.

Между тем применять такие устройства в качестве шпинделя фрезерного станка не совсем правильно, так как они очень быстро приходят в негодность. Все дело в том, что в их конструкции предусмотрен только один упорный подшипник, что не дает им возможности длительное время воспринимать боковые нагрузки, характерные для фрезерной обработки.

Практически любая технологическая операция по фрезерованию древесины и металла выполняется с боковыми нагрузками на режущий инструмент и, соответственно, на конструкцию шпинделя.

Очень часто для самодельных фрезерных станков приобретают шпиндели, в которых установлены коллекторные двигатели. Такие устройства стоят недорого и хорошо работают на высоких оборотах, а на низких значительно теряют свою мощность. Этих проблем можно избежать, если установить на свой станок шпиндель с бесколлекторным двигателем.

Читать еще:  Состаривание дерева своими руками

В качестве готовой основы можно использовать недорогой фрезерный станок с ЧПУ, а для изготовления для него шпинделя своими руками вам понадобятся следующие комплектующие:

  • электродвигатель бесколлекторного типа (NTM серии 50-50 580 KV/2000 Вт);
  • удлиненный вал;
  • контроллер для бесколлекторного двигателя;
  • сервотестер.

Электродвигатель бесколлекторный ARES PRO SPEC

Сервотестер, который необходим для регулировки скорости вращения шпинделя, можно приобрести самый недорогой. Важно только обращать внимание на удобство крепления такого устройства к самому фрезерному станку с ЧПУ.

Удлиненный вал такого двигателя позволяет закреплять фрезу непосредственно на нем при помощи цангового зажима. Для этого на вал двигателя посредством держателей устанавливаются два подшипника, два встроенных подшипника качения имеет также и сам двигатель. Собранная таким образом конструкция отлично противостоит боковым нагрузкам, возникающим при фрезеровании на станке не только металла, но и заготовок из мягкой древесины.

Схема установки подшипников (нажмите для увеличения)

Контроллер, который вы будете использовать для двигателя шпинделя, обладает функцией стабилизации его оборотов при изменениях нагрузки. Эта функция особенно полезна для выполнения технологических операций по чистовой обработке заготовок из древесины, пластика и металла.

После такой несложной и малозатратной модификации вы получите в свое распоряжение фрезерный станок с ЧПУ, обороты вращения шпинделя которого можно регулировать при помощи сервотестера (обеспечивать стабильность оборотов будет контроллер).

Изготовление шпинделя для станка с ЧПУ до дереву

Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву – это один из важных конструктивных элементов технологического оборудования. В механизме производится закрепление инструмента и создается крутящий момент.

Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву – это один из важных конструктивных элементов технологического оборудования. В механизме производится закрепление инструмента и создается крутящий момент.

Устройство шпинделя

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

  • на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
  • чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
  • само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
  • вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

  1. Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
  2. Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
  3. Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Изготовление

Чтобы самостоятельно изготовить устройство для фрезерного станка с ЧПУ по дереву необходимо учесть, что конструкция должна воспринимать не одни осевые, но и боковые нагрузки. Зачастую приобретают для этих целей коллекторные двигатели, они дешевые по цене и функционируют на больших скоростях, но переключив их на низкие скорости, они теряют параметры мощности. Чтобы не возникало подобных проблем, на самодельных шпинделях, устанавливается бесколлекторный движок.

В качестве основы предлагается взять дешевый фрезерный станок с числовым программным управлением.

Для конструирования устройства шпинделя потребуется:

  • электродвигатель (можно применить марку NTM серия 50-50, 5800 об/мин и мощностью 2 кВт);
  • конусообразный вал;
  • контроллер для электродвигателя;
  • 2 подшипника;
  • зажим в виде цанги;
  • прибор для определения работоспособности, в том числе вычисления скоростных характеристик при вращении, углов наклона, шагов. Это устройство называется сервотестер.

Последний можно приобрести по низкой цене, важно лишь при выборе принять во внимание удобство крепления.

  1. В конструктивном исполнении двигателя имеются два подшипника качения. На вал тоже следует установить два подшипника при помощи держателей. На удлиненном вале устанавливается цанговый зажим для закрепления фрезы. Такое приспособление отлично решает вопрос возникающих боковых нагрузок, которые могут возникнуть не только во время фрезерования металла, но и обработке дерева.
  2. Установка контроллера на самодельном устройстве способствует стабилизации крутящих моментов в случаях изменения нагрузки. Это необходимо при производстве чистовых операций.

Стабильность работы самодельного шпинделя можно регулировать за счет сервотестера.

Система охлаждения

Не важно, самодельный шпиндель или приобретенный, в конструкции обязательно должна быть предусмотрена система охлаждения.

Последнюю рекомендуется применять заводского изготовления.

  1. Водяная. В корпусе имеются отверстия, специально предусмотренные для прохода воды. От нагрева металла выделяется тепло, которое принимает вода. Теплая жидкость выливается в емкость. Последняя зачатую мешает при обслуживании и ремонтах станка, поэтому наиболее распространен иной вид охлаждения.
  2. Воздушная. Воздухозаборники способствуют обдуванию подвергаемых нагреву элементов. Но недостаток существует и у этого устройства – фильтры быстро загрязняются, и их следует постоянно чистить. Но шпиндели, установленные на фрезерном станке при данной системе охлаждения, прослужат намного дольше.
Читать еще:  Шипорезный станок по дереву своими руками

О достоинствах шпинделей

Самодельная конструкция предполагает применение станка с наклонным шпинделем.

  1. Оснащение станка недорогостоящими зажимными устройствами.
  2. Схемы изготовления несложно найти в интернет – ресурсах.
  3. Простота конструкторского решения.
  4. Дополнительное оснащение любыми элементами соответствующих параметров.

Если нет уверенности, что выполненный своими руками шпиндель по металлу для ЧПУ или по дереву не будет работать эффективно, то чтобы избежать риска, можно приобрести изделие заводского производства.

Они также обладают рядом преимуществ:

  • высокая производительность, КПД достигает 95%;
  • надежность конструкции, то есть может функционировать при больших нагрузках и выполнять обработку материалов из камня, металла или дерева;
  • бронзовая головка обладает большим ресурсом работы;
  • период эксплуатации продолжительный, исключающий ремонт.

Выбор шпинделя осуществляется в соответствии с техническими характеристиками станка.

Разновидности устройств

Шпиндели для фрезерного станка с ЧПУ и их особенности, учитываемые перед выбором:

Наименование Краткая характеристика Предназначение
Гравер Потребляемая мощность -125 Вт;

Количество оборотов невысокое, и это позволяет применять данный шпиндель для ЧПУ

Выполнение гравировок и обработки заготовок из дерева мягких пород, в последнем случае применяются режущие инструменты с небольшим диаметром
Бормашинка Количество выдаваемых оборотов невысокое, при этом крутящий момент снижается, в патроне режущий инструмент четко зафиксирован Для обработки дерева и мягких цветных металлов
DC – мотор Шпиндельные приспособления можно выполнить самостоятельно, данные моторы работают при показателе напряжения в сети от 12 до 48 В, показатель мощности – 400 Вт, а количество оборотов 12000 в минуту Во время функционирования нет сильного шума и биения, в качестве зажима используется цанга. Если предусмотреть управление электроникой в конструкцию, то с ЧПУ несложно будет отрегулировать подаваемые крутящие моменты Шпиндель по металлу для ЧПУ (используется для различной обработки мягких металлических заготовок)
Фрезы и прямошлифовальные технические устройства В комплекте поставки имеется цанга и переходники на 3 и 6 мм, то есть возможна установка фрез от 0,1 до 6 мм в диаметре Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву, цветным металлам и фанере

Выбор шпинделя зависит от обрабатываемого материала и количества заготовок, подлежащих обработке.

Самодельный фрезерный станок по дереву: составные части устройства, примерный процесс изготовления

Фрезерование древесины представляет собой технологичный процесс обработки посредством вращающихся резцов, которые позволяют отделять часть стружки. При этом данная операция может быть применена как к профильным, так и плоским поверхностям различных деталей. На концах элементов можно формировать всевозможные соединительные отверстия и гнезда.

На фото представлено устройство, сделанное самостоятельно.

Начальная информация о процессе

Прежде чем сооружать самодельные фрезерные станки по дереву, рекомендуется ознакомиться с данным способом обработки более подробно. В качестве основного элемента в данном случае выступает специальная насадка с большим количеством зубчиков.

В зависимости от ее типа можно произвести тот либо иной способ фрезерования:

  • Концевая обработка направлена в первую очередь на то, чтобы сделать в детали канавку или паз определенного размера.
  • Фасонная технология подразумевает проведение работ с профильными элементами вроде багетов, шестерней, а также оконных рам.
  • Торцевая методика фрезерования, как правило, применима к максимально большим поверхностям.

Наглядно демонстрируется схема торцевого фрезерования.

Дополнение! Достаточно часто используются специализированные фрезы, позволяющие делать фигурный срез. При таком варианте можно легко осуществить раскрой материала с дополнительной обработкой крайней части.

Составные части устройства

Чтобы сделать своими руками непосредственно самодельный стационарный фрезерный станок по дереву, необходимо ознакомиться с основными компонентами данного механизма. Самостоятельное изготовление подобного приспособления для обработки поможет сэкономить, так как цена готовой продукции относительно высока.

Приводящий механизм

На этапе проектирования начинающий мастер должен решить, какой мощности двигатель будет использоваться. Если при эксплуатации не предполагается осуществлять глубокую выборку древесины, то можно обойтись мотором с мощностью не более 500 Вт. Однако на практике такие станки очень часто глохнут.

Рекомендуется взглянуть на чертежи самодельного фрезерного станка по дереву.

Оптимальный вариант заключается в применении двигателя, мощность которого колеблется в пределах 1-2 кВт. При наличии такого агрегата можно использовать практически любые типы фрез, осуществляя обработку древесины в стандартном режиме.

Для проведения работ может подойти как электрический лобзик по дереву, так и ручные инструменты, вроде дрели или болгарки.

При выборе двигателя немалую роль играет количество оборотов, производимое за одну минуту. Чем выше показатель, тем равномернее и чище будет срез. Лучше всего, если мотор рассчитан на подключение к бытовой сети с напряжением 220 вольт.

Регулировочный лифт

Когда изготавливается самодельный фрезер по дереву, определенное внимание следует уделить данному приспособлению. Лифт обычно состоит из корпуса, скользящих полозьев, каретки, резьбовой оси и винта для фиксации.

При включении устройства каретка должна двигаться вниз или вверх. Полозья выполняют функцию защитных ограничителей. Фиксирующий винт позволяет закрепить каретку в одном положении после выбора конкретной высоты. Что касается корпуса, то он удерживает полностью всю конструкцию.

Так выглядит самодельный шпиндель для фрезерного станка по дереву.

Подобное приспособление обеспечивает регулирование выхода сменной насадки непосредственно над поверхностью стола. Для удобства лифт снабжается специальными шестернями.

Опорная конструкция

Если нет готового стола, то его можно легко сделать из древесины. Хотя данный материал боится влаги, из него получаются достаточно долговечные и надежные конструкции. В ходе работ для создания основной плоскости могут использоваться древесные плиты различного типа.

Перед основными работами должны быть составлены чертежи самодельного фрезерного стола по дереву, на которых следует выделить наиболее важные места. При планировании нельзя забывать о технике безопасности. Требуется в обязательном порядке закрыть пространство вокруг вращающейся фрезы.

Можно изготовить примерно такой стол для станка.

Изготовление насадки

При необходимости может использоваться самодельная фреза по дереву, позволяющая осуществлять несложные работы.

Детальная инструкция по изготовлению подобной насадки приведена ниже. Деталь будет изготавливаться непосредственно из полотнища резака поэтапно.

  1. Сначала делается отверстие точно в центральной части. Для этого используется сверло из твердых сплавов. Заусенцы и другие дефекты устраняются при помощи алмазного надфиля.
  2. Следом производится центрирование диска. Простым карандашом четко обрисовывается контур. Внешние края подравниваются на станке с установленным шлифовальным кругом.
  3. Далее проделываются зубчики с помощью отрезного круга. Их количество обычно составляет около 20 штук. Угол наклон прорезей должен соответствовать 30 градусам.
  4. На завершающей стадии подготовленная насадка устанавливается непосредственно на станок. Для тестирования можно использовать ненужную заготовку из дерева. Выборка древесины должна происходить равномерно.

Показан один из этапов изготовления детали.

Внимание! Самодельные фрезы по дереву для ручного фрезера или станка не рекомендуется подвергать термической обработке в домашних условиях, так как качество режущего элемента может только ухудшиться.

В качестве заключения

Отталкиваясь от вышеизложенной информации, многие начинающие мастера смогут самостоятельно соорудить незамысловатый деревообрабатывающий станок, который может применяться для осуществления несложных работ. Конечно же, сравниться с готовым оборудованием, например, качественной дисковой пилой по дереву, он не сможет, но производить нехитрые операции будет способен. В качестве наглядного пособия желательно использовать специальное видео в этой статье.

Изготовление самодельного фрезерного станка по дереву: устройство шпинделя и вала

Для обработки деревянных поверхностей в домашних условиях обычно требуется небольшое количество оборудования. Однако для точного сверления рекомендуется применять специальные станки. Сделать самодельный фрезер своими руками не проблема, если изучить его устройство и правильно подобрать комплектующие.

Конструкция фрезерного станка по дереву

Для фрезерования деревянных заготовок обычно применяется ручной инструмент. В некоторых случаях это не дает высокого качества обработки, так как велика вероятность погрешности и появления брака. Для минимизации этих явлений рекомендуется сделать самодельный фрезерный станок по дереву своими руками.

Работу следует начать с изучения аналогичной заводской конструкции. Затем определяется степень обработки материалов, необходимая точность характеристики заготовки. К ним относятся габаритные размеры, порода древесины. На основе этих данных составляется оптимальная схема изготовления.

В стандартную конструкцию фрезерного станка по дереву, который можно сделать своими руками, должны входить следующие компоненты:

  • станина. Это опорная часть, на которую будет крепиться столешница и двигатель для вращения фрезы;
  • столешница. Основной характеристикой этого компонента является площадь. Также на ее поверхности необходимо предусмотреть крепления для фиксации заготовки и измерительные линейки;
  • фреза. Можно использовать ручную модель. В некоторых случаях целесообразно установить самодельную конструкцию, состоящую из шпинделя и двигателя.

Подобное оборудование по дереву можно условно разделить на два типа: с горизонтальной и вертикальной обработкой. Разница определяется направлением фрезы относительно заготовки. Некоторые умельцы делают конструкции с возможностью изменения положения режущей части по трем осям координат.

Помимо станка необходимо подобрать правильный набор фрез. С их помощью можно делать черновую и чистовую обработку деревянных деталей.

Материалы и комплектующие для станка

Самый простой вариант конструкции — установка на имеющийся рабочий стол готового аппарата. При этом следует выполнить определенную модернизацию столешницы. Но лучше всего сделать фрезерный самодельный станок своими руками полностью.

На первом этапе необходимо определиться с расположением фрезы. Для обработки торцевых поверхностей лучше всего выбрать горизонтальный монтаж режущего инструмента. Это позволит оптимизировать работу и быстро выполнить ремонтные и профилактические работы.

Рекомендации по выбору материалов для фрезеровального станка по дереву своими руками:

  • рама. Для большей устойчивости она должна изготавливаться из стальных труб круглого или квадратного сечения. Если планируется установка двигателя – в нижней части конструкции предусматривают нишу;
  • рабочий стол. Его поверхность должна быть гладкой и при этом не разрушаться под воздействием внешнего давления. Для этого лучше всего подойдет панель ДСП;
  • фиксаторы и ограничители. Они предназначены для направления движения детали относительно фрезы. Могут быть как деревянные, так и стальные. Обязательно необходимо предусмотреть блоки их крепления к столешнице.

После выбора комплектующих и их подготовки можно приступать к сборке фрезерного самодельного станка по дереву своими руками.

Для крепления ограничителей можно использовать компоненты струбцины или на основе этой конструкции сделать узел самому.

Изготовление фрезерного станка по дереву

Производство оборудования должно выполняться строго по заранее составленной схеме. На ней указывается месторасположение каждого компонента, способ его крепления и размеры.

На первом этапе изготовления необходимо собрать опорную раму для станка. Для этого заранее подготовленные заготовки труб следует соединить между собой. Затем с помощью сварки выполняется их фиксация. После этого сверяются размеры верней части и приступают к производству столешницы.

  1. На панели ДВП наносят разметку, согласно которой вырезается контур столешницы.
  2. При вертикальном расположении фрезы в панели делают отверстие.
  3. Установка электродвигателя и шпинделя. Последний не должен выступать над плоскостью столешницы.
  4. Монтаж ограничительной планки.

После этого можно проводить первые испытания конструкции. Важно, чтобы во время работы не возникало сильных вибраций. Для их компенсации можно установить дополнительные ребра жесткости.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector