Хоббийный станок ЧПУ

[Питерский]

Режим резки - фреза диаметром 2.0мм, заглубление 0.75мм за проход, скорость резки 8-9мм в сек (480-540мм в мин), материал полистирол.

https://www.youtube.com/watch?v=7nTYI5gMRCo
ПС: насчет постороннего шума в видео не удивляйтесь, внучек рядом играет на компьютере!

[Питерский]

Ну вот, когда новогодние праздники закончились, можно и продолжить ветку. Для хоббийного станка можно рекомендовать и такой бытовой фрезер в качестве шпинделя. Мощность его вполне подходит, шумит не очень сильно, диаметр корпуса 65мм и "незадорого"!
http://www.220-volt.ru/catalog-329473/

[Питерский]

Поговорим подробнее о шпинделях. Из своего опыта скажу, что для уверенной "хоббийной" обработки дерева и пластмасс, а также "не спеша" всякой металлической "цветнины", типа алюминий, меди и т.д. вполне достаточно шпинделя мощности 300-500вт. Они, обычно, имеют диаметр 52мм, поэтому закрепить их в крепление диаметром 65мм можно примерно так:

Оборачиваете его полоской из линолеума, вставляете в крепление и зажимаете крепежными болтами. Для обработки дерева и пластмасс это не имеет никакого практического значения. Более серьезное крепление будет, если изготовить "проставку" в виде разрезного кольца с диаметрами: 52мм внутренний, 65мм - внешний. Тогда полностью снимаются вопросы по замене крепления из-за возможной смены шпинделей.
Если кто-то предложит в "барахолке" такое, то это вполне может заслужить одобрение "хоббийных" ЧПУ-шников!

[Питерский]

В подтверждение вышесказанного добавлю видео 3-х летней давности. Фактическая мощность на шпинделе около 200вт, т.к. на 300вт шпиндель со штатным напряжением 48в подавалось лишь 24-25в.
https://www.youtube.com/watch?v=Ogp_jZ_AMGk

[Питерский]

Некоторое время назад сделал такой станок своему земляку из Питера. Земляк оказался "головастым и рукастым", дооборудовал его дальше сам и теперь режет на нем всякие радиолюбительские платы.

[Питерский]

Недавно он прислал фото еще одной платы:

Обратите внимание на линейность вырезанных проводников, а также отсутствие "зарезов" материала платы , т.е. фрезой снимался только слой медной фольги. Ширина проводников при этом - 0.2мм, а толщина медного слоя - (0.05-0.075)мм. На мой взгляд пример этой платы практически показывает, что подобные "хоббийные" станки действительно могут работать в пределах точности шкал бытового штангенциркуля.

[AVK74]

Вас это удивляет?
Такое можно сделать на практически любом станке. Но вот только немного добавить подачи и заглубления и сразу ясно кто где чего делал.

[Питерский]

Станок ЧПУ вещь довольно специфичная, многое зависит от разумения не только создателя, но и пользователя. Это просто практический пример, что для достижения некоторых ЧПУ-шных целей, совершенно не нужно много железа и 3-х киловатных шпинделей.

[Питерский]

Немного об обустройстве "столика" станка. Сверху на прямоугольные трубы обычно кладу фанеру 10-12мм толщиной и размером, равным рабочей зоне станка, и затем приворачиваю ее крепежными винтами с некоторым "утоплением". Далее ее немного фрезерую своим-же станком фрезой с плоским дном, чтобы убрать неровности и создать "горизонт" для столика. По личным ощущением такой столик на прогиб сравним с прочностью несущих валов оси Х, а может даже и прочнее. Далее тем-же шпинделем сверлю в нем отверстия, которые затем использую для крепления заготовки обычными саморезами. В общем, смотрите фото!

[Питерский]

Немного о шпинделе. Пока в качестве основного использую такой шпиндель:
https://ru.aliexpress.com/item/BEST-...608.0.0.R3HRjO
Практически не шумит, производитель пишет, что он имеет максимальный крутящий момент: 0.59NM. Даже если китайцы и привирают и он имеет момент всего 0.5NM, то уже хорошо. Из личных ощущений - остановить его вращение вала голой рукой очень сложно, можно сказать, что невозможно. Также удобно, что имеются выносные коллекторные щетки, которые просто меняются. Запасные щетки брал тут:
https://ru.aliexpress.com/item/5mm-x...608.0.0.yVpBRE


В качестве блока питания использую такой девайс:
https://ru.aliexpress.com/item/600w-...608.0.0.gFAdNv
Его номинальная мощность 600вт, максимальный ток до 5А, при длительной работе с данным шпинделем практически не греется.

[BB-8]

ссылки пофикси

[Питерский]

Дублирую ссылки:
https://ru.aliexpress.com/item/5mm-x-8m ... 0.0.9wmN30

https://ru.aliexpress.com/item/BEST-500 ... 0.0.mbCulM

https://ru.aliexpress.com/item/600w-eng ... 0.0.mbCulM

[Питерский]

Невольно пришлось провести эксперимент по резке алюминия, до этого в таких размерах метал не резал. Для станка решил несколько увеличить толщину и массивность порталов, для этого приобрел две полосы алюминия размерами 300х160х10мм. Однако встал вопрос, что для придания этим порталам более-менее эстетичный вид, надо от них отрезать некоторую часть. На своей "отрезной" технике эти резы не получались, поэтому решил это выполнить на своем станке. 1-й портал вырезал "в автомате" фрезой 4мм, шпиндель 500вт, с глубиной реза 0.25-0.3мм за проход. Но это мне показалось долго, поэтому 2-й портал уже резал вручную с помощью ручки на оси Х. Как ни странно, вручную резать оказалось проще и быстрее. Врезание фрезы (диаметр 4мм со сферическим концом, шпиндель 500вт) производил примерно на скорости до 1мм в сек, далее после врезки скорость подачи увеличивал примерно в 3-4 раза. Съем делал до 0.5-0.7 мм за проход, причем заметил интересную особенность - после "врезки" фреза дальше уже шла сама, практически никаких усилий по вращению ручки оси Х прилагать не приходилось. В общем, смотрите фото и видео!

https://www.youtube.com/watch?v=cgsEdoA6btM

[Питерский]

С новыми порталами примерно так получается - смотрите фото! С ними "выиграл" 70-80мм рабочей зоны по оси Х, не изменяя общие размеры станка.

[Taganrog]

вручную резать оказалось проще и быстрее

то есть движек не может крутить с такой (как на видео) скоростью?

[Питерский]

Тут дело в другом - данный хоббийный шпиндель слабоват для глубокой резки, не держит обороты. Вручную "ручками" проще подобрать оптимальный темп врезки фрезы и резки при разных значениях "глубина -скорость ", да и никаких подготовительных операций для "автомата" не надо делать. При прямых отрезных резах вполне приемлемо!

[Taganrog]

понятно. еще удобно пользоваться джойстиком от приставки ,чтоб руками не крутить. тоже можно без подготовки и создания УП.и удобней,чем с клавиатуры.

[Питерский]

В принципе можно и любой джойстик использовать, однако на врезке фрезы скорость нужно значительно уменьшать, т.к. на врезке в материал фрезы обычно и ломаются. А после врезки скорость реза можно и увеличивать!

[Питерский]

Вот дачный сезон закончился и можно опять переходить к станкам! Обратите внимание на часть станка, обозначенное на фото красной стрелкой:

Это упорная подшипниковая сборка https://ru.aliexpress.com/item/1pcs-FK8 ... 0.0.gEdxG0
Ранее описано, что на каждой рабочей оси станка есть всего 2 узла, которые могут давать существенную ошибку (люфт) при работе - это "гайка-ходовой винт" и упорный подшипник. В данном случае это упорная подшипниковая сборка, которая по своей сути должна превосходить обычные подшипники. По личным ощущениям люфт в ней отсутствует, узел по прочности достаточно мощный и соответственно можно ожидать увеличения долговечности.

[Питерский]

Продолжим дальше. Ранее мы как-то рассуждали о точности работы одной рабочей оси станка ЧПУ и пришли к выводу, что при небольших размерах рабочей зоны она вполне может «позиционировать» в пределах точности шкалы бытового штангенциркуля, т.е. 0.1-0.05мм. Попробуем теоретически оценить общую точность обработки детали всеми 3-мя осями, т.е. при обработке в 3D режиме. Для этого сделаем два допущения:
- признаем ранее упоминаемую ошибку оси 0.1-0.05 мм – среднеквадратической ошибкой (СКО) и возьмем ее значение - 0.1мм;
-примем, что возникающие ошибки обработки носят случайный характер и распределяются по закону Гаусса-Лапласа.
Тогда общая ошибка обработки 3 осями будет равна корню квадратному из суммы квадратов СКОx, СКОy и СКОz. Считаем:
0.1х0.1 + 0.1х0.1 + 0.1х0.1 = 0.01+0.01+0.01 = 0.03 Далее из 0.03 извлекаем квадратный корень и получаем: 0.173. Т.е. имеем, что общая среднеквадратическая ошибка (СКО) обработки изделия 3-мя осями равна 0.173мм. Но это справедливо лишь с вероятностью 68%, если хотим вероятность (надежность) поднять до 95%, то 0.173х2=0.346мм. В итоге можно предположить, что если каждая ось 3-х осного станка ЧПУ работает с ошибкой в 0.1мм, то общая ошибка обработки будет получаться примерно от 0.15 до 0.35мм.