Fiind conștient de ceea ce este tehnic complex și dispozitiv electronic, mulți meșteri cred că este pur și simplu imposibil să o facă cu propriile mâini. Cu toate acestea, această opinie este eronată: puteți realiza singur un astfel de echipament, dar pentru aceasta trebuie să aveți nu numai desenul său detaliat, ci și un set de instrumente necesare și componente relevante.
Prelucrarea semifabricatelor de duraluminiu pe o mașină de frezat de birou de casă
Când decideți să faceți o mașină CNC de casă, rețineți că acest lucru poate dura o perioadă semnificativă de timp. În plus, vor fi necesare anumite costuri financiare. Cu toate acestea, fără să vă fie frică de astfel de dificultăți și având abordarea corectă pentru rezolvarea tuturor problemelor, puteți deveni proprietarul unui echipament accesibil, eficient și productiv, care vă permite să procesați piese de prelucrat din diverse materiale Cu un grad înalt precizie.
Pentru a realiza o mașină de frezat echipată cu un sistem CNC, puteți utiliza două opțiuni: cumpărați un kit gata făcut, din care un astfel de echipament este asamblat din elemente special selectate sau găsiți toate componentele și asamblați un dispozitiv care îndeplinește pe deplin toate cerințele dvs. cu propriile tale mâini.
Instrucțiuni pentru asamblarea unei mașini de frezat CNC de casă
Mai jos în fotografie puteți vedea făcut cu propriile mâini, la care este atașat instrucțiuni detaliate pentru fabricație și asamblare, indicând materialele și componentele utilizate, „modele” precise ale pieselor mașinii și costurile aproximative. Singurul dezavantaj sunt instrucțiunile Limba engleză, dar este foarte posibil să înțelegeți desenele detaliate fără a cunoaște limba.
Descărcați instrucțiuni gratuite pentru fabricarea mașinii:
Mașina de frezat CNC este asamblată și gata de funcționare. Mai jos sunt câteva ilustrații din instrucțiunile de asamblare pentru această mașină.
„Modele” pieselor mașinii (vizualizare redusă) Începutul asamblarii mașinii Etapa intermediară Etapa finală a asamblarii
Munca pregatitoare
Dacă decideți că veți proiecta o mașină CNC cu propriile mâini fără a utiliza un kit gata făcut, atunci primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să optați pentru schema circuitului, pe care vor funcționa astfel de mini-echipamente.
Pentru baza echipamentului de frezare CNC, puteți lua vechiul masina de gaurit, în care capul de lucru cu burghiu este înlocuit cu un cap de frezat. Cel mai complex lucru care va trebui proiectat într-un astfel de echipament este un mecanism care asigură deplasarea sculei în trei planuri independente. Acest mecanism poate fi asamblat pe baza cărucioarelor de la o imprimantă care nu funcționează; va asigura mișcarea sculei în două planuri.
Este ușor să conectați controlul software la un dispozitiv asamblat conform unui astfel de concept. Cu toate acestea, principalul său dezavantaj este că va fi posibil să procesați pe o astfel de mașină CNC numai piese de prelucrat din plastic, lemn și subțiri. tablă. Acest lucru se explică prin faptul că cărucioarele de la vechea imprimantă, care vor oferi mișcare sculă de tăiere, nu au un grad suficient de rigiditate.
Pentru ca mașina dvs. CNC de casă să poată efectua operații de frezare cu drepturi depline cu piese de prelucrat din diverse materiale, un motor pas cu pas suficient de puternic trebuie să fie responsabil pentru deplasarea unealta de lucru. Nu este deloc necesar să căutați un motor de tip stepper, acesta putând fi realizat dintr-un motor electric convențional, supunându-l pe acesta din urmă la o ușoară rafinament.
Utilizarea unui motor pas cu pas la dvs. va face posibilă evitarea utilizării unui șurub și funcţionalitate iar caracteristicile echipamentelor de casă nu se vor înrăutăți din aceasta. Dacă totuși decideți să utilizați cărucioarele de la imprimantă pentru mini-mașina dvs., atunci este recomandabil să le ridicați de la un model mai mare de dispozitiv de imprimare. Pentru a transfera forța pe arborele echipamentului de frezat, este mai bine să folosiți curele nu obișnuite, ci dințate, care nu vor aluneca pe scripete.
Una dintre cele mai importante componente ale oricărei astfel de mașini este mecanismul de frezare. Fabricarea sa este cea care trebuie dată Atentie speciala. Pentru a realiza corect un astfel de mecanism, veți avea nevoie de desene detaliate, care vor trebui urmate cu strictețe.
Desene masini de frezat CNC
Să începem asamblarea echipamentului
Baza echipamentului de frezat CNC de casă poate fi o grindă dreptunghiulară, care trebuie fixată în siguranță pe șine.
Structura de susținere a mașinii trebuie să aibă o rigiditate ridicată, este mai bine să nu se folosească îmbinări sudateși trebuie să conectați toate elementele numai cu șuruburi.
Această cerinţă se explică prin faptul că suduri nu tolerează prea bine sarcinile de vibrații, la care va fi neapărat supusă structura de susținere a echipamentului. Astfel de încărcări vor duce în cele din urmă la faptul că cadrul mașinii va începe să se prăbușească în timp, iar în el vor avea loc modificări ale dimensiunilor geometrice, ceea ce va afecta acuratețea setărilor echipamentului și performanța acestuia.
Cusături sudate la montarea unui cadru de casă mașină de frezat provoacă adesea dezvoltarea jocului în nodurile sale, precum și deformarea ghidajelor, care se formează sub sarcini severe.
În mașina de frezat, pe care o veți asambla cu propriile mâini, trebuie prevăzut un mecanism care să asigure mișcarea sculei de lucru în direcție verticală. Cel mai bine este să folosiți un angrenaj cu șurub, a cărui rotație va fi transmisă cu ajutorul unei curele dințate.
Un detaliu important al mașinii de frezat este axa sa verticală, care pentru un dispozitiv de casă poate fi realizată dintr-o placă de aluminiu. Este foarte important ca dimensiunile acestei axe să fie ajustate precis la dimensiunile dispozitivului care este asamblat. Dacă aveți la dispoziție un cuptor cu mufă, atunci puteți realiza axa verticală a mașinii cu propriile mâini, turnând-o din aluminiu conform dimensiunilor indicate în desenul final.
După ce toate componentele mașinii dvs. de frezat de casă sunt pregătite, puteți începe să o asamblați. Acest proces începe cu instalarea a două motoare pas cu pas, care sunt montate pe corpul echipamentului în spatele axei sale verticale. Unul dintre aceste motoare electrice va fi responsabil pentru deplasarea capului de frezat în plan orizontal, iar al doilea - pentru deplasarea capului, respectiv, în plan vertical. După aceea, componentele și ansamblurile rămase ale echipamentelor de casă sunt montate.
Rotația la toate componentele echipamentelor CNC de casă ar trebui transmisă numai prin transmisii cu curele. Înainte de a conecta sistemul la mașina asamblată controlul programului, ar trebui să verificați performanța acestuia în modul manual și să eliminați imediat toate deficiențele identificate în funcționarea sa.
Puteți urmări procesul de asamblare pe videoclip, care este ușor de găsit pe Internet.
Motoare pas cu pas
În proiectarea oricărei mașini de frezat CNC, există în mod necesar motoare pas cu pas care asigură mișcarea sculei în trei planuri: 3D. Atunci când proiectați o mașină de casă în acest scop, puteți utiliza motoare electrice instalate într-o imprimantă matriceală. Majoritatea modelelor mai vechi de imprimante matriciale erau echipate cu motoare electrice cu putere destul de mare. Pe lângă motoarele pas cu pas de la o imprimantă veche, merită să luați tije puternice de oțel, care pot fi folosite și la construcția mașinii dvs. de casă.
Pentru a face un router CNC cu propriile mâini, veți avea nevoie de trei motoare pas cu pas. Deoarece există doar două dintre ele într-o imprimantă matriceală, va fi necesar să găsiți și să dezasamblați un alt dispozitiv de imprimare vechi.
Se dovedește un mare plus dacă motoarele pe care le găsiți au cinci fire de comandă: acest lucru va crește semnificativ funcționalitatea viitoarei dumneavoastră mini-mașini. De asemenea, este important să aflați următorii parametri ai motoarelor pas cu pas pe care le-ați găsit: câte grade se rotește într-un singur pas, care este tensiunea de alimentare și, de asemenea, valoarea rezistenței înfășurării.
Designul de antrenare al unei mașini de frezat CNC de casă este asamblat dintr-o piuliță și un știft, ale căror dimensiuni trebuie mai întâi selectate în funcție de desenul echipamentului dumneavoastră. Pentru a fixa arborele motorului și pentru a-l atașa la știft, este convenabil să folosiți o înfășurare groasă de cauciuc dintr-un cablu electric. Elementele mașinii dumneavoastră CNC, cum ar fi clemele, pot fi realizate sub forma unui manșon de nailon în care este introdus un șurub. Pentru a face atât de simplu elemente structurale, veți avea nevoie de o pilă obișnuită și un burghiu.
Umplerea electronică a echipamentelor
Mașina dvs. CNC do-it-yourself va fi controlată de software și trebuie să o alegeți pe cea potrivită. Atunci când alegeți un astfel de software ( îl puteți scrie singur), este important să acordați atenție faptului că este eficient și permite mașinii să implementeze toate funcționalitățile sale. Un astfel de software ar trebui să conțină drivere pentru controlere care vor fi instalate pe mini mașina dvs. de frezat.
Într-o mașină CNC de casă este obligatoriu portul LPT, prin care sistem electronic controlați și conectați-vă la mașină. Este foarte important ca această conexiune să se facă prin motoarele pas cu pas instalate.
Atunci când alegeți componente electronice pentru mașina dvs. de bricolaj, este important să acordați atenție calității acestora, deoarece precizia va depinde de aceasta. operațiuni tehnologice care va rula pe el. După instalarea și conectarea tuturor componentelor electronice ale sistemului CNC, trebuie să descărcați cele necesare softwareși șoferii. Abia după aceea, urmează un test de funcționare a mașinii, verificând funcționarea corectă a mașinii sub controlul programelor descărcate, identificând deficiențele și eliminându-le prompt.
În pregătirea pentru proiectarea procesului tehnologic, se efectuează o analiză detaliată a desenului pentru a identifica dimensiunile lipsă și datele structurale și tehnologice. Dimensiunile lipsă și alte date pot fi obținute de la proiectant, din desenele de ansamblu sau prin construcții geometrice ale conturului piesei.
Pentru a facilita pregătirea NC, dimensionarea din desenul piesei trebuie să satisfacă cerințele de programare.
Deoarece prelucrarea pe mașini CNC se efectuează conform comenzilor care determină coordonatele punctelor de traiectorie într-un sistem de coordonate dreptunghiular, dimensiunile din desene trebuie specificate și într-un sistem de coordonate dreptunghiulare din bazele de proiectare unificate ale piesei. Pentru a face acest lucru, trebuie să selectați originea coordonatelor și direcția axelor. Este de dorit ca direcția axelor sistemului de coordonate relativ al piesei să coincidă după instalarea acesteia pe mașină cu direcția axelor de coordonate ale mașinii.
La aplicarea cotelor pe desene, în unele cazuri, găurile, grupurile de găuri sau elementele piesei pot fi specificate în sistemul de coordonate local, așa cum se arată pentru gaura B (Fig. 11.8, a). Trecerea de la un astfel de sistem cu început la punctul A la sistemul principal nu provoacă dificultăți.
Găurile de montare situate la una sau alta rază față de centrul găurii principale sunt de obicei stabilite de unghiul central al arcului dintre axele și razele lor. Pentru mașinile CNC, astfel de informații ar trebui înlocuite cu coordonatele axelor fiecărei găuri (Fig. 11.8, b). În exemplul luat în considerare, este recomandabil să atribuiți axa găurii mari ca origine a coordonatelor, deoarece oferă o lungime minimă a mișcărilor inactiv (de poziționare) în timpul procesării.
Orez. 11.8. Dimensionarea pe desenele pieselor pentru mașini CNC:
a) în sistemul local de coordonate; b) în sistemul de coordonate al găurii principale
Piesele au adesea un număr mare de găuri mici de montare. Specificarea coordonatelor axei fiecăreia dintre ele este nepractică, deoarece acest lucru face desenul dificil de citit. În astfel de cazuri, pentru a indica dimensiunile, este rațional să se folosească metoda tabulară, care este convenabilă și pentru programare (Fig. 11.9, a).
Orez. 11.9. Cotare pe desene de detaliu folosind metoda tabulară:
a) axele orificiilor de montare; b) contururi curbilinie
Conform regulii generale de aplicare a cotelor pe desenele pieselor prelucrate pe strunguri, secțiuni cu toleranțe strânse (dimensiunile a 1, a 2, a 3 în Fig. 11.10, a) și secțiuni intermediare cu toleranțe largi (dimensiunile în 1, în 2, în 3, în 4). Acest lucru este destul de justificat pentru mașinile cu control manual, deoarece. muncitorul trebuie doar să mențină exact aceste dimensiuni. Pentru o mașină CNC, acest lucru nu contează, deoarece precizia deplasărilor este aceeași, iar originea, de regulă, nu coincide cu baza de proiectare și este în afara piesei. Prin urmare, dimensiunile pentru astfel de piese ar trebui aplicate într-un lanț (Fig. 11.10, b).
Orez. 11.10. Dimensionarea pe desene a pieselor pentru strunjire:
a) pe mașini cu comandă manuală; b) pe mașini CNC
În general, aplicarea dimensiunilor pe desenele pieselor prelucrate pe mașini CNC ar trebui să fie astfel încât la pregătirea programului de control să nu fie necesară recalcularea acestora.
Așa că, în cadrul acestui articol-instrucțiuni, vreau ca tu, împreună cu autorul proiectului, un mecanic și designer de 21 de ani, să-ți faci singur. Narațiunea se va desfășura la persoana întâi, dar să știți că, spre marele meu regret, nu vă împărtășesc experiența mea, ci doar repovăd în mod liber autorului acestui proiect.
Vor fi o mulțime de desene în acest articol, notele la ei sunt făcute în limba engleză, dar sunt sigur că un adevărat techie va înțelege totul fără alte prelungiri. Pentru ușurință de înțelegere, voi împărți povestea în „pași”.
Cuvânt înainte de la autor
Deja la vârsta de 12 ani, visam să construiesc o mașinărie care să poată crea diverse lucruri. O mașină care îmi va oferi posibilitatea de a face orice obiect de uz casnic. Doi ani mai târziu, am dat peste fraza CNC sau mai precis, la frază "Mașină de frezat CNC". După ce am aflat că există oameni care pot face singuri o astfel de mașină pentru propriile nevoi, în propriul garaj, mi-am dat seama că o pot face și eu. trebuie sa o fac! Timp de trei luni, am încercat să adun piesele potrivite, dar nu m-am clintit. Așa că obsesia mea a dispărut treptat.
În august 2013, ideea de a construi o mașină de frezat CNC m-a reangajat. Tocmai îmi terminasem licența de la Universitatea de Design Industrial, așa că eram destul de încrezător în abilitățile mele. Acum am înțeles clar diferența dintre mine azi și mine în urmă cu cinci ani. Am învățat să lucrez cu metalul, am învățat tehnicile de lucru pe mașini manuale de prelucrare a metalelor, dar, cel mai important, am învățat să folosesc instrumentele de dezvoltare. Sper că acest tutorial vă va inspira să vă creați propria mașină CNC!
Pasul 1: Proiectare și model CAD
Totul începe cu un design atent. Am făcut mai multe schițe pentru a avea o mai bună senzație a dimensiunii și formei viitoarei mașini. După aceea am creat un model CAD folosind SolidWorks. După ce am modelat toate piesele și ansamblurile mașinii, am pregătit desene tehnice. Am folosit aceste desene pentru fabricarea pieselor la mașini manuale pentru prelucrarea metalelor: și.
Sincer să fiu, îmi plac cele bune. instrumente la îndemână. De aceea am încercat să mă asigur că operațiunile pornesc întreținereși reglarea mașinii au fost făcute cât mai ușor posibil. Am așezat rulmenții în blocuri speciale pentru a putea înlocui rapid. Ghidurile sunt deservite, astfel încât mașina mea va fi întotdeauna curată când treaba este terminată.
Descărcări „Pasul 1”
dimensiuni
Pasul 2: Pat
Patul oferă mașinii rigiditatea necesară. Acesta va fi echipat cu un portal mobil, motoare pas cu pas, axa Z și ax, iar ulterior suprafața de lucru. Am folosit două profile de aluminiu Maytec de 40x80 mm și două plăci de capăt din aluminiu cu grosimea de 10 mm pentru a crea cadrul de bază. Am conectat toate elementele între ele pe colțuri din aluminiu. Pentru a consolida structura din interiorul cadrului principal, am realizat un cadru pătrat suplimentar din profile de secțiune mai mică.
Pentru a evita praful pe șine pe viitor, am montat colțuri de protecție din aluminiu. Unghiul este montat folosind piulițe în T, care sunt instalate într-una dintre canelurile profilului.
Ambele plăci de capăt sunt prevăzute cu blocuri de rulmenți pentru montarea șurubului de antrenare.
Ansamblu cadru suport
Colțuri pentru protejarea șinelor
Descărcări „Pasul 2”
Desene ale principalelor elemente ale patului
Pasul 3: Portal
Portalul mobil este corpul executiv al mașinii dvs., se mișcă de-a lungul axei X și poartă axul de frezat și suportul axei Z. Cu cât portalul este mai înalt, cu atât piesa de prelucrat este mai groasă. Cu toate acestea, un portal înalt este mai puțin rezistent la sarcinile care apar în timpul procesării. Stâlpii laterali înalți ai portalului acționează ca pârghii în raport cu rulmenții liniari.
Sarcina principală pe care plănuiam să o rezolv pe mașina mea de frezat CNC a fost prelucrarea pieselor din aluminiu. Deoarece grosimea maximă a semifabricatelor din aluminiu potrivită pentru mine este de 60 mm, am decis să fac jocul portalului (distanța de la suprafața de lucru la traversa superioară) egală cu 125 mm. În SolidWorks, mi-am convertit toate măsurătorile într-un model și desene tehnice. Datorită complexității pieselor, le-am prelucrat pe un centru de prelucrare CNC industrial, ceea ce mi-a permis în plus să prelucrez teșituri, ceea ce ar fi foarte greu de realizat la o mașină de frezat manuală pentru metale.
Descărcări „Pasul 3”
Pasul 4: etrier axa Z
În proiectarea axei Z, am folosit un panou frontal care se atașează la rulmenții de mișcare a axei Y, două plăci pentru a consolida ansamblul, o placă pentru a monta motorul pas cu pas și un panou pentru a monta axul de frezare. Pe panoul frontal, am instalat două ghidaje de profil de-a lungul cărora axul se va deplasa de-a lungul axei Z. Vă rugăm să rețineți că șurubul axei Z nu are un contrasuport în partea de jos.
Descărcări „Pasul 4”
Pasul 5: Ghiduri
Ghidajele oferă capacitatea de a se deplasa în toate direcțiile, asigură mișcări fine și precise. Orice joc în una dintre direcții poate cauza inexactități în procesarea produselor dvs. Am ales cea mai scumpă variantă - șine profilate din oțel călit. Acest lucru va permite structurii să reziste la sarcini mari și să ofere precizia de poziționare de care am nevoie. Pentru a mă asigura că ghidajele sunt paralele, am folosit un indicator special în timpul instalării lor. Abaterea maximă unul față de celălalt nu a fost mai mare de 0,01 mm.
Pasul 6: șuruburi și scripete
Șuruburile convertesc mișcarea de rotație de la motoarele pas cu pas în mișcare liniară. Când vă proiectați mașina, puteți alege dintre mai multe opțiuni pentru acest ansamblu: o pereche șurub-piuliță sau o pereche șurub cu bile (șurub cu bile). Piulița șurubului, de regulă, este supusă la mai multe forțe de frecare în timpul funcționării și este, de asemenea, mai puțin precisă în raport cu șurubul cu bile. Dacă aveți nevoie de o precizie sporită, atunci cu siguranță trebuie să optați pentru un șurub cu bile. Dar trebuie să știți că șuruburile cu bile sunt destul de scumpe.
Când alegeți routerul CNC (routerul CNC) decide:
1. Cu ce material vei lucra. Cerințele pentru rigiditatea designului mașinii de frezat și tipul acesteia depind de aceasta.
De exemplu, o mașină CNC pentru placaj va prelucra numai lemn (inclusiv placaj) și materiale plastice (inclusiv materiale compozite - plastic cu folie).
Pe o mașină de frezat din aluminiu, este deja posibilă prelucrarea semifabricatelor din metale neferoase, în timp ce viteza de prelucrare a produselor din lemn va crește și ea.
Mașinile de frezat din aluminiu nu sunt potrivite pentru prelucrarea oțelului; aici sunt deja necesare mașini masive cu pat de fontă, în timp ce prelucrarea metalelor neferoase pe astfel de mașini de frezat va fi mai eficientă.
2. cu dimensiunea pieselor de prelucrat și dimensiunea câmpului de lucru al mașinii de frezat. Aceasta definește cerințele pentru mecanica unei mașini CNC.
Atunci când alegeți o mașină, acordați atenție studierii mecanicii mașinii, capacitățile mașinii depind de alegerea acesteia și este imposibil să o înlocuiți fără o modificare semnificativă a designului!
Mecanica frezare CNC mașina din placaj și aluminiu este adesea aceeași. Mai multe detalii mai jos în text.
Dar cu cât câmpul de lucru al mașinii este mai mare, cu atât vor fi necesare ghidaje de mișcare liniare mai rigide și mai scumpe pentru asamblarea acesteia.
Atunci când alegeți mașini pentru piese de prelucrat înalte cu diferențe mari de înălțime, există o concepție greșită comună că este suficient să alegeți o mașină cu o cursă mare Z. Dar chiar și cu o cursă Z mare, este imposibil să produceți o piesă cu pante abrupte dacă înălțimea piesei este mai mare decât lungimea de lucru a frezei, adică mai mult de 50 mm.
Luați în considerare dispozitivul unei mașini de frezat și opțiunile de alegere pe exemplul mașinilor CNC din seria Modelist.
A) Alegerea designului mașinii CNC
Există două opțiuni pentru construirea de mașini CNC:
1) desene cu masă mobilă, poza 1.
2) proiectare cu portal mobil, figura 2.
Poza 1Masina de frezat cu masa culisanta
Avantaje proiectarea mașinii cu o masă mobilă - aceasta este ușurința de implementare, o rigiditate mai mare a mașinii datorită faptului că portalul este fixat și fixat pe cadrul (baza) mașinii.
Defect- dimensiuni mari comparativ cu designul cu portal mobil, si imposibilitatea prelucrarii pieselor grele datorita faptului ca masa mobila transporta piesa. Acest design este destul de potrivit pentru prelucrarea lemnului și a materialelor plastice, adică a materialelor ușoare.
figura 2 Mașină de frezat cu un portal mobil (mașină portal)
Avantaje modele ale unei mașini de frezat cu un portal mobil:
Masă rigidă care poate rezista greutății grele a piesei de prelucrat,
Lungime nelimitată a piesei de prelucrat,
compactitate,
Posibilitatea de executare a mașinii fără masă (de exemplu, pentru a instala o axă de rotație).
Defecte:
Rigiditate structurală mai mică.
Necesitatea de a folosi ghidaje mai rigide (și scumpe) (datorită faptului că portalul „atârnă” de ghidaje și nu este fixat de cadrul rigid al mașinii, ca în designul cu o masă mobilă).
B) Alegerea mecanicii mașinii de frezat CNC
Sunt prezentate mecanica (vezi numerele din Fig. 1, Fig. 2 și Fig. 3):
3 - suporturi de ghidaj
4 - rulmenți liniari sau manșoane
5 - rulmenți de susținere (pentru fixarea șuruburilor cu plumb)
6 - șuruburi de plumb
10 - cuplaj pentru conectarea arborelui șurubului cu axul motoarelor pas cu pas (SM)
12 - piuliță de rulare
figura 3
Selectarea sistemului de mișcare liniară a mașinii de frezat (ghidaj - rulmenți liniari, șurub-plumb - piuliță).
Ca ghiduri pot fi folosite:
1) ghidaje cu role, Figura 4.5
Figura 4 
Figura 5
Acest tip de ghid și-a găsit drumul în proiectarea laserelor amatoare și a mașinilor-unelte din industria mobilei, Figura 6
Dezavantajul este capacitatea de încărcare scăzută și resursele reduse, deoarece nu au fost inițial destinate utilizării la mașini cu un număr mare de mișcări și sarcini mari, rezistență scăzută profil de aluminiu ghidajele conduce la prăbușire, Figura 5 și, ca urmare, la o reacție irecuperabilă, ceea ce face ca utilizarea ulterioară a mașinii să fie inadecvată.
O altă versiune a ghidajelor cu role, Figura 7, nu este, de asemenea, potrivită pentru sarcini mari și, prin urmare, este utilizată numai la mașinile laser.
Figura 7
2) ghidaje rotunde, sunt un arbore din oțel realizat din oțel pentru rulmenți de înaltă calitate, rezistent la uzură, cu suprafață șlefuită, călit la suprafață și cromat dur, prezentat sub numărul 2 din figura 2.
Aceasta este soluția optimă pentru modelele de amatori, deoarece. Ghidajele cilindrice au o rigiditate suficientă pentru a manipula materiale moi la mașini CNC de dimensiuni mici, la un cost relativ scăzut. Mai jos este un tabel pentru selectarea diametrului ghidajelor cilindrice, în funcție de lungimea maximă și deformarea minimă.
Niște chinezi producatori de masini-unelte ieftine ghidaje cu diametru insuficient, ceea ce duce la o scădere a preciziei, de exemplu, atunci când sunt utilizate pe o mașină de aluminiu la o lungime de lucru de 400 mm, ghidajele cu un diametru de 16 mm vor duce la deformare în centru sub propria greutate cu 0,3 ..0,5 mm (în funcție de greutatea portalului).
Cu alegerea corectă a diametrului arborelui, designul mașinilor care le folosesc este destul de puternic, greutatea mare a arborilor conferă structurii o bună stabilitate, rigiditate structurală generală. La mașinile mai mari de un metru, utilizarea ghidajelor rotunde necesită o creștere semnificativă a diametrului pentru a menține o deformare minimă, ceea ce face ca utilizarea ghidajelor rotunde să fie o soluție nerezonabil de costisitoare și grea.
| Lungimea axei | Mașină de placaj | Mașină pentru prelucrarea lemnului din aluminiu | Mașină din aluminiu pentru lucrări de aluminiu | |
| 200 mm | 12 | 12 | 16 | 12 |
| 300 mm | 16 | 16 | 20 | 16 |
| 400 mm | 16 | 20 | 20 | 16 |
| 600 mm | 20 | 25 | 30 | 16 |
| 900 mm | 25 | 30 | 35 | 16 |
3) ghidaje șine profil
Arborele lustruite la mașinile mari sunt înlocuite cu ghidaje de profil. Utilizarea unui suport pe toată lungimea ghidajului permite utilizarea ghidajelor cu diametre mult mai mici. Dar folosirea acestui tip de ghid impune cerințe ridicate la rigiditatea cadrului de susținere al mașinii, deoarece paturile din tablă duraluminiu sau tablă de oțel nu sunt rigide în sine. Diametrul mic al ghidajelor șinei necesită utilizarea unei țevi profilate din oțel cu pereți groși sau a unui profil structural de aluminiu de secțiune mare în proiectarea mașinii pentru a obține rigiditatea și capacitatea portantă necesare a cadrului mașinii.
Utilizarea unei forme speciale a șinei de profil permite o mai bună rezistență la uzură în comparație cu alte tipuri de șine.
Figura 8
4) Ghidajele cilindrice pe un suport
Ghidajele cilindrice pe un suport sunt un analog mai ieftin al ghidajelor de profil.
La fel ca și cele de profil, acestea necesită utilizarea nu a materialelor din tablă în cadrul mașinii, ci a țevilor profesionale de secțiune transversală mare.
Avantaje - fara deformare si fara efect de arc. Pretul este de doua ori mai mare decat al ghidajelor cilindrice. Utilizarea lor este justificată atunci când lungimea deplasării este peste 500 mm.
figura 9 Ghidajele cilindrice pe un suport
Mutarea se poate face ca bucșe(frecare de alunecare) - fig.10 din stanga, si folosind rulmenți liniari(frecare de rulare)- orez. 10 corect.
figura 10 Bucșe și rulmenți liniari
Dezavantajul bucșelor de alunecare este uzura bucșelor, ceea ce duce la apariția jocului și un efort sporit de a depăși frecarea de alunecare, necesitând utilizarea de motoare pas cu pas (SM) mai puternice și mai scumpe. Avantajul lor este prețul mic.
Recent, prețul rulmenților liniari a scăzut atât de mult încât este viabil din punct de vedere economic să alegeți chiar și în modele de hobby ieftine. Avantajul rulmenților liniari este un coeficient de frecare mai scăzut în comparație cu manșoanele și, în consecință, cea mai mare parte a puterii motoarelor pas cu pas se duce la mișcări utile și nu la combaterea frecării, ceea ce face posibilă utilizarea motoarelor de putere mai mică.
Pentru conversie mișcare de rotațieîn translație pe mașina CNC, este necesar să se folosească un angrenaj cu șurub ( surub de plumb ). Datorită rotației șurubului, piulița se deplasează înainte. În mașini de frezat și gravat pot fi utilizate angrenaje cu șurub culisant și angrenaje de rulare elicoidale .
Dezavantajul unui angrenaj cu șurub culisant este o frecare destul de mare, care îi limitează utilizarea la viteze mari și duce la uzura piuliței.
Roți dințate cu șurub culisant:
1) șurub metric. Avantajul unui șurub metric este prețul scăzut. Dezavantaje - precizie scăzută, pas mic și viteză redusă. Viteza maxima deplasarea elicei (viteza mm`s per min) pe baza vitezei maxime a motorului pas cu pas (600rpm). Cei mai buni șoferi vor menține cuplul până la 900 rpm. Cu această viteză de rotație, puteți obține o deplasare liniară:
Pentru șurub M8 (pas filet 1,25 mm) - nu mai mult de 750 mm/min,
Pentru șurub M10 (pas filet 1,5 mm) - 900 mm/min,
Pentru șurub M12 (pas filet 1,75 mm) - 1050 mm/min,
Pentru șurub M14 (pas filet 2,00 mm) - 1200 mm/min.
La viteza maximă, motorul va avea aproximativ 30-40% din cuplul specificat inițial, iar acest mod este folosit exclusiv pentru mișcările în gol.
Când se lucrează la un avans atât de mic, consum crescut pentru freze, după câteva ore de lucru, pe freze se formează depozite de carbon.
2) șurub keystone. În secolul XX, a ocupat o poziție de lider în mașinile-unelte pentru prelucrarea metalelor, înainte de apariția șuruburilor cu bile. Avantaj - precizie mare, pas mare de filet și, în consecință, viteză mare de mișcare. Este necesar să se acorde atenție tipului de prelucrare, cu cât suprafața șurubului este mai netedă și uniformă, cu atât durata de viață a transmisiei șurub-piuliță este mai lungă. Șuruburile laminate au un avantaj față de șuruburile filetate. Dezavantajele transmisiei trapezoidală șurub-piuliță - un preț destul de mare în comparație cu un șurub metric, frecarea de alunecare necesită utilizarea motoarelor pas cu pas de putere suficient de mare. Cele mai comune șuruburi sunt TR10x2 (diametru 10 mm, pas filet 2 mm), TR12x3 (diametru 12 mm, pas filet 3 mm) și TR16x4 (diametru 16 mm, pas filet 4 mm). În mașinile-unelte, marcarea unui astfel de angrenaj TR10x2, TR12x3, TR12x4, TR16x4
Unități cu șuruburi de rulare:
Transmisie cu șurub cu bile (SVP).În șurubul cu bile, frecarea de alunecare este înlocuită cu frecarea de rulare. Pentru a realiza acest lucru, într-un șurub cu bile, șurubul și piulița sunt separate prin bile care se rostogolesc în adânciturile filetului șurubului. Recircularea bilelor este asigurata prin intermediul unor canale de retur care se deplaseaza paralel cu axa surubului.
Figura 12
Șurubul cu bile oferă capacitatea de a lucra sub sarcini grele, o bună funcționare lină, resurse (durabilitate) semnificativ crescute datorită frecării și lubrifierii reduse, eficiență crescută (până la 90%) datorită frecării mai mici. Este capabil să funcționeze la viteze mari, oferă o precizie ridicată de poziționare, rigiditate ridicată și fără joc. Adică mașinile care folosesc șuruburi cu bile au o resursă mult mai lungă, dar au un preț mai mare. Mașinile sunt marcate SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, unde SFU este o singură piuliță, DFU este o piuliță dublă, primele două cifre sunt diametrul șurubului, al doilea este pasul filetului.
surub de plumb mașina de frezat poate fi atașată după cum urmează:
1) Proiectare cu un rulment suport. Fixarea se realizează pe o parte a șurubului cu o piuliță pe rulmentul de susținere. A doua parte a șurubului este atașată la arborele motorului pas cu pas printr-un cuplaj rigid. Avantaje - simplitatea designului, dezavantaj - sarcina crescută pe rulmentul motorului pas cu pas.
2) Proiectare cu doi rulmenti axiali. Designul folosește doi rulmenți de susținere în părțile interioare ale portalului. Dezavantajul designului este o implementare mai complicată în comparație cu opțiunea 1). Avantajul este mai puține vibrații dacă șurubul nu este perfect uniform.
3) Proiectare cu doi rulmenți de susținere în tensiune. Designul folosește doi rulmenți de susținere pe părțile exterioare ale portalului. Avantaje - șurubul nu este deformat, spre deosebire de a doua opțiune. Dezavantajul este o implementare mai complexă a designului, în comparație cu prima și a doua opțiune.
Nuci de plumb Sunt:
Bronz fără reacție. Avantajul unor astfel de nuci este durabilitatea. Dezavantaje - greu de fabricat (ca urmare - preț ridicat) și au un coeficient de frecare ridicat în comparație cu nucile caprolon.
Caprolon fără reacții. În prezent, caprolonul s-a răspândit și înlocuiește tot mai mult metalul în modelele profesionale. O piuliță de rulare realizată din caprolon umplut cu grafit are un coeficient de frecare semnificativ mai scăzut în comparație cu același bronz.
figura 14 Piuliță de plumb din caprolon umplut cu grafit
În piulița șurubului cu bile (șurubul cu bile), frecarea de alunecare este înlocuită cu frecarea de rulare. Avantaje - frecare scăzută, capacitatea de a lucra viteze mari rotație. Dezavantajul este prețul ridicat.
Selectarea cuplajului
1) racordare folosind un cuplaj rigid. Avantaje: cuplajele rigide transmit mai mult cuplu de la arbore la arbore, fără joc la sarcini mari. Dezavantaje: necesită o instalare precisă, deoarece acest cuplaj nu compensează nealinierea și nealinierea arborilor.
2) conectare folosind un cuplaj cu burduf (split). Avantajul utilizării unui cuplaj cu burduf este că utilizarea acestuia vă permite să compensați nealinierea instalării arborelui de antrenare și a axei motorului pas cu pas de până la 0,2 mm și nealinierea de până la 2,5 grade, rezultând o sarcină mai mică asupra motorului pas cu pas. rulment și o resursă mai lungă de motor pas cu pas. De asemenea, vă permite să atenuați vibrațiile rezultate.
3) conectare folosind un ambreiaj cu came. Avantaje: vă permite să amortizați vibrațiile rezultate, să transmiteți mai mult cuplu de la arbore la arbore, în comparație cu unul divizat. Dezavantaje: mai puțină compensare a nealinierii, alinierea greșită a instalării arborelui de antrenare și a axei motorului pas cu pas până la 0,1 mm și aliniere greșită până la 1,0 grade.
C) Alegerea componentelor electronice
Electronica este prezentată (vezi fig. 1 și 2):
7 - controler motor pas cu pas
8 - alimentarea controlerului motorului pas cu pas
11 - motoare pas cu pas
Există 4 fire, 6 fire și 8 fire motoare pas cu pas . Toate pot fi folosite. În majoritatea controlerelor moderne, conexiunea se realizează folosind un circuit cu patru fire. Restul conductoarelor nu sunt folosite.
Atunci când alegeți o mașină, este important ca motorul pas cu pas să aibă suficientă putere pentru a deplasa unealta de lucru fără a pierde pași, adică fără goluri. Cu cât pasul filetului șurubului este mai mare, cu atât vor fi necesare motoare mai puternice. De obicei, cu cât curentul motorului este mai mare, cu atât cuplul (puterea) este mai mare.
Multe motoare au 8 ieșiri pentru fiecare jumătate de înfășurare separat - acest lucru vă permite să conectați un motor cu înfășurări conectate în serie sau în paralel. Cu înfășurările conectate în paralel, veți avea nevoie de un driver cu curent de două ori mai mare decât în cazul înfășurărilor conectate în serie, dar jumătate din tensiune va fi suficientă.
La serie, dimpotrivă - pentru a obține cuplul nominal, va fi necesară jumătate din curent, dar pentru a obține viteza maximă, va fi necesară dublul tensiunii.
Cantitatea de mișcare pe pas este de obicei de 1,8 grade.
Pentru 1.8, primești 200 de pași pe tură completă. În consecință, pentru a calcula numărul de pași pe mm ( „Pași pe mm” (Pași pe mm)) folosim formula: numărul de pași pe rotație / pasul șurubului. Pentru un șurub cu pasul de 2mm obținem: 200/2=100 pasi/mm.
Selectarea controlerului
1) Controlere DSP. Avantaje - capacitatea de a selecta porturi (LPT, USB, Ethernet) și independența frecvențelor semnalelor STEP și DIR de la locul de muncă sistem de operare. Dezavantaje - preț ridicat (de la 10.000 de ruble).
2) Controlere de la producătorii chinezi pentru mașini-unelte amatoare. Avantaje - preț scăzut (de la 2500 de ruble). Dezavantajul este cerințele crescute pentru stabilitatea sistemului de operare, necesită respectarea anumitor reguli de configurare, este de preferat să folosiți un computer dedicat, sunt disponibile doar versiuni LPT.
3) Proiectări amatoare de controlere pe elemente discrete. Preț scăzut Controlerele chineze înlocuiesc modelele de amatori.
Cele mai răspândite în modelele de mașini de amatori sunt controlerele chineze.
Alegerea unei surse de alimentare
Motoarele Nema17 necesită o sursă de alimentare de cel puțin 150 W
Motoarele Nema23 necesită o sursă de alimentare de cel puțin 200 W
Pentru începători: creșterea unui pui de carne acasă Apă fiartă pentru pui de carne
Doar îndrăgostiții vor supraviețui
Caracteristici ale reclamei destinate copiilor
retuşarea fotografiilor vechi în photoshop retuşarea fotografiilor vechi
Ce este un NPO: decodare, definirea scopurilor, tipuri de activități Are o organizație non-profit dreptul