Чертеж деталей станка с чпу из фанеры. Самостоятельное изготовление чпу из фанеры. Оборудование для резки с ЧПУ

Станки. Особенно ценятся станки с числовым программным управлением (ЧПУ), позволяющие производить обработку с высокой точностью. Но все промышленные образцы имеют высокую стоимость. Выходом является сделать станок с ЧПУ из фанеры.

Высокая цена на промышленные станки, обусловлена тем, что силовые элементы их сделаны из металла. Это позволяет им работать с большими силовыми нагрузками. Но для домашней мастерской в этом нет необходимости. Поэтому бытовые станки и приспособления для них можно изготавливать из фанеры, что значительно снизить стоимость и позволит сделать его самому.

Этапы производства станка

Отвечая на вопрос – как сделать самодельный станок, необходимо понимать, что создание любого оборудования начинается с разработки чертежей. Этот этап занимает больше всего времени, так как при проектировании будущего оборудования предусматриваются все нюансы.

После разработки чертежей, наступает этап закупки и изготовления деталей. На этом этапе ключевое значение имеет технология обработки фанеры. Она должна быть подобрана таким образом, чтобы будущие детали имели необходимую точность и не имели внутренних дефектов.

Третьим этапом является сборка. Очень важно аккуратно собирать самодельный станок, без применения сильных ударов, так как детали из фанеры могут разрушаться.

Последним этапом является настройка станка с ЧПУ. При этом производится калибровка начального положения головки с инструментом, проверка отработки станка по написанной и внесение поправок в настройку станка.

Разработка чертежей

Разрабатывая чертежи станка необходимо обратить внимание на следующие моменты:

какие детали стоит изготовить самостоятельно;
выбор толщины материала;
вид соединения деталей между собой.

Важно еще на стадии проектирования четко понять, какие элементы будущего станка изготовить самостоятельно, а какие лучше приобрести. Делать самому нужно детали, которые не имеют сложной формы и для их обработки не применяются сложные технологические процессы:

станины;
столы;
различные держатели;
кожухи;
суппорта и т. д.

В некоторых случаях фанера может применяться для изготовления шкивов. Для того чтобы станок работал долго и не ломался, необходимо правильно подобрать толщину фанеры.

Для изготовления столов, станин и суппортов обычно применяется фанера толщиной 10 мм.
Если на станке будут обрабатываться габаритные заготовки, то станину и стол могут изготавливать из фанеры 20 мм.
Для изготовления неответственных деталей (кожухов, щитков, стопоров и т. д.) обычно применяют листы с толщиной 6 мм.

При проектировании соединений деталей из фанеры необходимо минимизировать их крепеж при помощи болтов и шпилек. Идеальным вариантом является соединять при помощи шипа и паза. Категорически запрещается применять гвозди и шурупы, так как это может привести к растрескиванию фанеры в местах присоединения.

Для людей, которые никогда не делали подобные агрегаты, лучшим вариантом является найти уже готовые чертежи, и внести лишь небольшие изменения в них. Это позволит не допустить серьезных ошибок, которые впоследствии могут привести к напрасному вложению сил и средств.

Детали, которые необходимо купить

Для изготовления станка с ЧПУ, кроме деталей, которые будут сделаны из фанеры, необходимо будет приобрести следующие элементы:

валы и подшипники;
направляющие для перемещения подвижных частей;
соединительные элементы (болты, гайки, шпильки и т. д.);
контроллер;
силовые и контрольные кабеля;
ремни для передачи вращения от двигателя к инструменту;
шкивы, если они не будут выполнены из фанеры;
различные датчики и конечные выключатели.

Еще понадобиться компьютер для программирования контроллера. Кроме того, если в компьютере не реализована возможность управление агрегатом, понадобиться пульт, на котором будут выведены кнопки запуска и остановки.

Изготавливаемые детали

Все детали, которые не вошли в список выше, нужно изготовить из фанеры. Поэтому вопрос о правильной обработке стоит на первом месте при .

Механическая обработка фанеры имеет ряд правил, которые необходимо неукоснительно соблюдать.

Распил листа

При распиливании фанерного листа необходимо придерживаться следующих правил:

Для материала толщиной менее 10 мм применяются ручные или электрические лобзики, у которых полотно с мелкими зубьями.
Фанера более 10 мм раскраивается только дисковыми пилами, с высоким числом оборотов.
Материал для распила необходимо высушить, иначе может произойти расслоение.
Раскройка листа идет вдоль волокон первого слоя.
Поперечные разрезы необходимо производить ручным инструментом.
При использовании электроинструмента подача должна быть минимальна.
Для предотвращения сколов, можно применять бумажный скотч, который наклеивается по линии распила.

Для изготовлений отверстий в деталях из фанеры лучше всего использовать сверлильный станок. При этом выбирается большая скорость вращения сверла и минимальная его подача.

Еще может применяться , что позволяет выполнить отверстие любой формы с минимальной погрешностью, а также получить соединение шип-паз.

Но если станка нет, то для сверления отверстий подойдет и обычная дрель. Единственное необходимо чтобы биенье патрона было минимальным, иначе значительно вырастет погрешность.

Изготовление отверстий на станках с ЧПУ

После того как произошел распил и сверление отверстий заготовку необходимо отшлифовать. Для этого применяется нулевая наждачка. Шлифовка производится вдоль направления волокон и начинается от угла. Сам угол шлифуется уже в конце.

Отверстия шлифуются той же наждачной бумагой по дереву.

После шлифовки обязательно нужно покрыть всю поверхность детали специальными составами, которые предотвратят ее расклеивание и растрескивание. В некоторых случаях детали покрывают лакокрасочными изделиями, но если агрегат не будет находиться на улице, то в этом нет необходимости.

Шлифовка и равнение углов

Сборка

Собирать готовое изделие необходимо аккуратно, так как фанера все-таки не металл и может расколоться. Необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Соединение шип-паз нужно проклеивать ПВА по всей длине.
В болтовых соединениях применять шайбы и граверы, для предотвращения их самораскручивания из-за вибрации.
Кабеля прокладывать в ПВХ гофре.
Места, в которых устанавливаются подшипники, закрываются крышками.
Станины и столы устанавливаются по уровню.
Контроллер устанавливается либо в шкафу управления, либо выноситься за рабочую зону.

Настройка и наладка

После того как станок собран, начинается его настройка. При этом проверяется свободное перемещение всех движущихся деталей и работа передающего механизма, регулируется положение концевых выключателей и датчиков.

Наладка сделанного станка заключается в выставление нулевого положения инструмента, калибровке точного перемещения суппорта и стола по осям, а также проверке правильности обработки информации с датчиков.

Программное обеспечение для станков с ЧПУ очень сложно создать самому, поэтому оно приобретается у специалистов и устанавливается на агрегат.

Зачастую встречаются мастера, которые сами изготавливают необходимое для работы оборудование. Создав своими руками чпу из фанеры можно неплохо сэкономить. Почему выбирают для создания деталей именно листы склеенного древесного шпона?

Такой материал выбирают по многим причинам:

прежде всего, это низкая стоимость (по сравнению с цельным деревом, фанера обойдется в разы дешевле);
работать с таким материалом несложно (для того чтобы вырезать деталь из листа склеенного шпона, не надо обладать большим опытом);
материал обладает высоким показателем прочности, независимо от того, какой сорт выберут (по износоустойчивости и долговечности первый сорт от четвертого ничем не отличается);
переносит большие нагрузки;
перепады температуры негативно на изделие не скажутся;
устойчив к химическим веществам.

Какую фанеру выбрать, чтобы сделать ЧПУ

Многие детали для станка можно изготовить из листа склеенного шпона. Это может быть стол, предназначенный для раскройки, кожухи или для изготовления мебели из фанеры на чпу опоры, или какие либо другие немаловажные детали.

От предполагаемой нагрузки зависит толщина материала. Оптимальным вариантом считается фанерный лист средней толщины. Например, для изготовления стола подойдет фанера толщиной от восьми до десяти миллиметров. Если станку надо придать дополнительной прочности, то выбирают лист, толщина которого превышает десять миллиметров.

Важно! Независимо от того, какой станок обираются изготовить, от листов, толщина которых менее трех миллиметров следует отказаться. Такой материал менее прочный, поэтому для изготовления домашних ЧПУ он не подходит.

Если собираются работать с листом, толщина которого не превышает шести миллиметров, то в таком случае для распилки можно воспользоваться ручным/электрическим лобзиком.

Дисковую пилу применяют в том случае, если надо совершить распил материала, толщина которого превышает шесть миллиметров.

Что касается сорта фанеры, то для изготовления самодельного чпу подойдет любой сорт.

Особенности резки фанерного листа

Прежде чем начать изготавливать самодельный чпу из фанеры, необходимо знать основные правила работы со склеенным шпоном:

Фрезеровка фанеры на чпу происходить вдоль волокон первого слоя, а не поперек. Однако на практике не всегда есть возможность это осуществить. Зачастую мастерам приходиться совершать поперечный распил. Поэтому при изготовлении станка зачастую совершают комбинированный распил материала. Для этого разрезают первый слой. Что касается остальных слоев, то они все пройдут технические средства распила.
При работе с материалом следует учесть, что березовый склеенный шпон труднее разрезать, нежели хвойный. Это объясняется тем, что лист фанеры, изготовленный их шпона сосны, более мягкий и рыхлый, чем березовый.
Чтобы осуществить распил с лицевой стороны, используют пилу с мелкими зубьями. Для распила с обратной стороны применяют дисковую пилу.
Если осуществляют разрез материала с помощью дисковой пилы, то скорость вращения такого инструмента должна быть максимальной, а фанерный лист, напротив, надо двигать очень медленно.
Работая со склеенным шпоном, от пилок с крупными зубьями следует отказаться.

Станок из фанеры. Основные моменты

Прежде всего стоит отметить, что изготовленные модели из фанеры для чпу своими руками пригодны только для применения в домашних условиях.

Что понадобится для работы

Помимо фанерного листа следует запастись:

подшипники и держатели;
специальные валы, винты и ремни;
фреза для фанеры чпу;
нож;
наждачная бумага.

Ход работы:

Начинается процесс изготовления чпу из фанеры с чертежей – об этом должен помнить каждый мастер. Также следует помнить, что склеенный шпон не переносит сильного механического воздействия. Поэтому отдельные элементы соединять следует с помощью шипов и пазов, которые, прежде чем соединить промазывают клеевым раствором. Соединяют «шип-паз» таким образом, чтобы между ними не было щелей.

Важный момент! Гвозди, саморезы использовать для крепления деталей запрещено.

Особое внимание при изготовлении станка следует обратить на креплении. Оно должно получиться надежным. В противном случае в самый ответственный момент в процессе создания изделия из фанеры на чпу крепление может развалиться (если сделано некачественно).
При работе со сверлом необходимо под рабочий лист положить кусок такого же материала (остатки). Таким образом, можно будет избежать образования сколов.
Все выпиленные детали необходимо обработать. В противном случае материал начнет расслаиваться. Прежде всего надо позаботиться о краях (они более всего подвержены воздействию влаги).
Каждую деталь отшлифовывают наждачной бумагой. Шлифовать начинают от угла по направлению волокон.
Затем отдельно обрабатывают наждачкой углы.
С помощью специального состава все детали грунтуют. За счет грунтовки, изделие становится более стойким к перепадам температур и влажности.
Завершающий этап. Окрашивание всех деталей.

Советы:

Пилить можно только сухой материал. В противном случае фанера начнет слоиться.
В случае если заметили, что зубья, находящиеся в рабочем материале затупились, процесс резки следует тут же прекратить (на время). После того как инструмент заменен, можно продолжать распил.
Для того чтобы распилить материал по направлению волокон, лучше всего использовать электрический лобзик. Ручную пилу чаще всего используют тогда, когда необходимо совершить поперечный распил.
Если надо распилить фанеру, толщина которой превышает восемь миллиметров, используют мебельную фрезу.

Изготовление токарного станка с использованием фанеры

Чтобы изготовить из фанеры чпу своими руками, необходимо запастить терпением. Для работы помимо всех перечисленных выше инструментов и подручных средств потребуется фанерный лист толщиной 21 мм и 19 мм.

Процесс работы:

Из листа фанеры вырезают четыре элемента. Две детали размером 1,22х0,08 м и еще две 1,06х0,08 м. В вырезанной детали (которая меньше) делают отверстия с помощью сверла под саморезы. Соединяют и скрепляют с помощью саморезов короткую деталь с длинной.
Затем выпиливают из листа фанеры деталь размером 1,65х0,15 м. Получается крышка станины.
Станину переворачивают. Выпиливают четыре прямоугольника. Они необходимы для того, чтобы придать конструкции жесткость. Выпиленные куски вставляют внутрь конструкции. Фиксируют их с помощью саморезов. Получившуюся конструкцию отфрезеровывают.
Изготавливают детали, в которые впоследствии будут вмонтированы подшипники и вал. Размер детали 40х30 см. Создают шестиугольник. Выпиливают его.
Создают два небольших отверстия в передней детали.
Затем создают отверстие под подшипник. Вставляют в проделанное отверстие подшипник. Дырку закрывают.
С вала снимают ротор. К той шайбе, которая осталась после снятия ротора, приваривают новую шайбу большего диаметра. В центре шайбы делают несколько отверстий (они необходимы для того, чтобы осуществить крепление шкифа на валу).

Важно! Для изготовления шкифа используют фанерный лист толщиной 21 миллиметр.

Изготавливают кружки, диаметр которых зависит от характеристик мотора. Пучившиеся детали склеивают. Затем осуществляют крепление детали с отверстиями с помощью саморезов. Для дополнительной фиксации можно использовать смолу. Далее следует запрессовать вал в подшипники.
Во второй заготовке делают отверстие под второй подшипник. Затем запрессовывают второй подшипник.
Осуществляют крепление задней части и подшипника. Затем изготавливают из фанерного листа деталь для верхней крышки.

Давно было замечено, что очень многие детали конструкций станков различного предназначения можно с успехом заменить фанерными, при этом работоспособность такого станка совсем не изменится, а вот ценовая составляющая может резко пойти вниз. Самодельные станки из фанеры имеют станины и столы для раскроя материала, которые спокойно можно сделать из фанеры.

Кожухи, подвижные опоры также вполне подъемные изделия для фанеры, так что сегодня поговорим о станках и возможностях фанеры.

Определимся с толщиной, решим вопросы цены и способы работы с материалом

Фанера, как и дерево, материал благодарный, но капризный, требует особого подхода и очень не любит грубого вмешательства в свою структуру.

Необходимо помнить, что в зависимости от толщины материала меняется подход к работе с ним, а именно:

Тонкая фанера до 2 мм, это экземпляр для ножа, обычного монтажного ножа, ;
Слоенка от 2 до 6 мм это уже для лобзика, при этом не имеет значение, какой именно лобзик вы будете использовать, ручной или электрический, это его клиент;
И уже все, что толще 6 мм, здесь только дисковые пилы.

Хотя говоря о конструировании станков и роли фанеры в этом процессе, то можно сразу отбросить тонкую фанеру, в этом творчестве она не применяется.

Нас будут интересовать два основных экземпляра:

Первый – это фанера толщиной от 4 до 6 мм . Здесь мнения расходятся, причем как специалистов, так и домашних мастеров. Одни считают, что чем толще фанера, тем она крепче. Другие утверждают, что слоенность материала уже делает его достаточно крепким, и даже сравнивают его со сварными или литыми конструкциями.
Как обычно истина где-то посередине, поэтому будем считать, что в данном случае нам поможет соотношение цена-качество, тем более что нам не нужен супер материал, который будет работать под открытым небом или в воде. Станок спокойно будет работать в домашней мастерской с минимальными перепадами температур и нормальными показателями влажности.

Второй – аналог толщиной от 10 до 20 мм . В данном случае все зависит от того, для каких целей используется фанера. К примеру, станок для резки фанеры, который предназначен для работы с полным фабричным листом имеет широкое основание и требует особой крепости, в данном случае нужна двадцатка. Самодельный станок с ЧПУ из фанеры рассчитан на небольшую площадь фрагмента, а, следовательно, 10 мм фанера прекрасно справится с поставленной задачей.

О резке чуть подробнее

Итак, вот правила, которые необходимо помнить при резке фанеры:

Фанера — слоеный материал и основной распил должен идти вдоль волокон первого слоя материала;

Совет!
Практика показывает, что не всегда возможно осуществить распил именно вдоль волокон, часто приходится использовать и поперечный распил.
А учитывая современные конструкции станков, или их частей, то, к примеру, ЧПУ станок из фанеры своими руками производимый требует большого количества не только поперечных но и криволинейных распилов.
Часто возникает необходимость в комбинированных разрезах.
В этом случае ножом по лекалам производится разрез первого слоя фанеры, все остальные слои пройдут технические средства распила.

При резке имейте в виду, что гораздо плотнее аналогов из хвойных пород древесины (они более рыхлые, а следовательно более мягкие);
Имеет значение и с какой стороны производится распил. Так распил с лицевой стороны осуществляется ручной пилой с мелкими зубчиками, распил с обратной стороны осуществляется более грубыми дисковыми пилами;
При работе на дисковом оборудовании скорость вращения диска устанавливается максимальная, а подача материала минимальная;
Пила подается легко до первой, легкой отдачи (или ощутимого сопротивления материала), таким образом, вы сможете заметно снизить вероятность сколов и прочих дефектов.

Немного практики!
При работе с фанерой лучше вообще отказаться от полотен с крупными зубами, не предназначена слоенка для них.
И еще, при работе с этим материалом на место предполагаемого распила можно наклеить обычный скотч.
Результат будет без сколов и прочих дефектов.

Соединение и сверление

Мы уже упоминали о том, что фанера не любит грубых механических воздействий на нее, поэтому если вы решили соединять детали и собирать станки своими руками из фанеры, то о гвоздях можете забыть, кстати, и о саморезах тоже. В данном случае могут быть только шипы и пазы, при этом шип в паз входит как ключ в замок, щели не допускаются, при фиксации используется клей ПВА.

Это в равной степени касается и станки для резки фанеры, и фанерный станок с ЧПУ, и все остальные агрегаты, где будет использована фанера. Это связано с тем, что и подвижные и неподвижные детали испытывают вибрацию и могут рассыпаться в самый неподходящий момент, если будут использованы другие типы креплений.

И несколько слов о сверлении – острое сверло для дерева подойдет.

К сведению!
При сверлении фанеры на уровне выхода сверла возможны сколы наружного уровня шпона.
Для того чтобы этого избежать, необходимо под фанеру положить другой фрагмент фанеры, возможно использовать отходы от распиловки материала.

Отделка деталей

Любая инструкция скажет вам о том, что на завершающей стадии фанера подвергается шлифовке, грунтовке, отделке. Особо выделяют обработку краев.

Есть ли необходимость именно в окрашивании изделий из фанеры, вопрос остается открытым, по той причине, что станок и его составляющие испытывают достаточно выраженное механическое, вибрационное, температурное воздействие и даже различные охлаждения часто не справляются с поставленной задачей.

Жидкости охлаждающие для фанерных агрегатов не применяются, а воздушное охлаждение работает по принципу лучше такое, чем никакое.

Поэтому в принципе можно ограничиться следующим набором действий:

Шлифовка всей конструкции мелкозернистой наждачной бумагой, можно нулевкой. Процесс начинается от углов по ходу волокон;
Отдельно шлифуются углы, при необходимости их можно острогать, а затем ошкурить;
Грунтовка специальным составом в принципе не повредит, так как во многих мастерских отопления нет, а фанера – материал склонный к расслоению, лишняя защита лишней не будет.