Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему. В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.
Описание конструкции
В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.
Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.
Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.
Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере.
Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.
С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.
Но все это проще один раз увидеть на видео:
На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.
Из чего он должен состоять
Элементарный агрегат можно сделать из обыкновенной дрели. Можно добавить к нему дополнительные устройства – например, фрезерный узел. Но каждый станок должен состоять из нескольких обязательных элементов: сверла, зенкера, развертки и метчика.
В промышленности встречаются множество типов сверлильных агрегатов – полуавтоматы, шпиндельные, вертикальные и другие. В быту чаще всего используется так называемый присадочный мини-агрегат со скромным набором выполняемых задач. Перед тем, как сделать самодельный сверлильный станок в домашних условиях, необходимо разобраться в функциях, основных элементах и общих принципах действия такого рода механизмов.
По функциям самыми востребованными устройствами являются шпиндельные машины, главная функция которых – передача вращательного движения к обрабатываемым деталям. На втором месте по популярности – приспособления для горизонтального и радиального сверления. Также распространен аппарат для растачивания деталей. При таком функциональном разнообразии сверлильное оборудование в целом относят к аппаратам универсального пользования.
Но при этой свободе есть ряд обязательных составляющих, без которых не бывает сверлильных станков в принципе:
- станина;
- рулевая рейка;
- двигатель.
Детали для сборки
- Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
- Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
- Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
- Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
- Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
- Микропереключатель KMSW-14
- Винт М2х16 — 2шт
- Винт М3х40 в/ш — 5шт
- Винт М3х35 шлиц — 1шт
- Винт М3х30 в/ш — 8шт
- Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
- Винт М3х20 в/ш — 2шт
- Винт М3х14 в/ш — 11шт
- Винт М4х60 шлиц — 1шт
- Болт М8х80 — 1шт
- Гайка М2 — 2шт
- Гайка М3 квадратная — 11шт
- Гайка М3 — 13шт
- Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
- Гайка М4 — 2шт
- Гайка М4 квадратная — 1шт
- Гайка М8 — 1шт
- Шайба М2 — 4шт
- Шайба М3 — 10шт
- Шайба М3 увеличенная — 26шт
- Шайба М3 гроверная — 17шт
- Шайба М4 — 2шт
- Шайба М8 — 2шт
- Шайба М8 гроверная — 1шт
- Набор монтажных проводов
- Набор термоусадочных трубок
- Хомуты 2.5 х 50мм — 6шт
Перечень компонентов
Вот полный список всего, что потребуется для сборки:
- Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
- U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
- U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
- U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
- D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
- D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
- C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
- C2 — конденсатор, 3.3нФ, 1206
- C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
- C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
- R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
- R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
- R5 — резистор 1кОм, 1206
- R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
- R8 — резистор 390 Ом, 1206
- RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
- XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм
Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.
Сборка
Весь процесс подробно показан на видео:
Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.
Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки
Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.
Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.
После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:
Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4:
Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.
В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.
Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.
Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.
Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.
Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.
Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.
На этом сборка окончена!
Cверлильный станок своими руками
Что делать если дома нет сверлильного станочка для печатных плат? Покупать конечно же дорого, да и бывает что станок не нужен для частого использования. Предлагаю вам 2 простые идеи для самостоятельного изготовления сверлильного станочка своими руками. Первый вариант очень прост, для его изготовления нам понадобится электродвигатель от кассетных магнитофонов. Помните такие? Такие двигатели можно снять с любого магнитофона китайского или советского производства.
Выглядят они примерно так:
Итак, электродвигатель у нас есть, еще нам понадобится сверло необходимого диаметра, обычно это 0,7-1мм, нужно взять тонкую пасту от шариковой ручки, тонкую нитку сантиметров 10, ножницы и секундный клей.
Все приготовили? Начинаем собирать.
Берем исписанную пасту от шариковой ручки (можно и новую) и отрезаем 15 мм, далее нам нужно насадить ее на вал двигателя чуть меньше половины (на 6-7 мм). Затем снимает ее с помощью отвертки или пинцета и отложим в сторону (хотя можно и не снимать).
Берем сверло, наматываем на него нитку виток к витку в 2 слоя, ниже фото:
Придерживая конец нитки (чтобы не размотался) наносим каплю секундного клея и быстро запихиваем сверло в трубочку. Если будете медлить, клей застынет.
Вот что у нас получилось:
Если сверло будет криво вращаться, вы просто подогните в нужном направлении пасту, пока не отцентрируете сверло, и можете приступать к сверлению своей платы
Второй вариант сверлильного станка
Теперь расскажу вам про второй вариант сверлильного станка, таким, каким пользуюсь я. Сделать его будет немного сложнее. Подробных чертежей с размерами я давать не буду, т.к. станок собирался из того что есть, пусть статья будет ознакомительной, но фотографии, и схематически я станок все же опишу. Вы можете попробовать собрать себе похожий станок по моим рисункам Данный станок выглядит так:
Построен он на рычажном механизме, при нажатии которого опускается двигатель вместе со сверлом, а если отпустить рычаг, двигатель снова поднимется вверх.
Вот фото самого механизма:
Подъемно-спусковая часть изготавливается из листового металла, лист выпиливается нужной формы, загибается и высверливаются отверстия. Вместо загнутого прутка что на фотографии можно применить что-нибудь аналогичное, например заменить его двумя длинными винтами М4, с резьбой в конце.
Чертежи механизмов:
Чертеж подъемно-спускового механизма.
Чтобы вас не запутать, подъемно-спусковой и рычажные механизмы начертил отдельно
Вот что получится если совместить два верхних рисунка
Думаю суть понятна и теперь по моим наброскам при желании вы сможете собрать нечто подобное, идею я вам подбросил, так что дерзайте!
Еще хочу дать небольшой совет по поводу сверел, сверла очень быстро затупляются и начинают плохо сверлить, если нет заточного станка, то не выкидывать же их? Я нашел следующий выход из этой ситуации, берем сверло, и аккуратно откалываем пассатижами (плоскогубцами) конец сверла, (миллиметр или чуть больше), причем нужно откалывать не как попало, как правильно показано на рисунках ниже.
Дополнения
Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:
- Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
- Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
- Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить , но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
- Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
- Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.
Изготовление станка с использованием асинхронного двигателя
Отсутствие в хозяйстве лишней электрической дрели — это не повод для того, чтобы отказываться от идеи сделать сверлильный станок своими руками. Для привода механизма вращения такого оборудования можно использовать любой электрический двигатель. Такие двигатели, которые раньше были установлены на различной технике, наверняка найдутся в гараже или мастерской любого домашнего умельца.
Лучше всего для изготовления мини сверлильного станка подходят асинхронные двигатели, которыми оснащаются стиральные машины. Если у вас есть такой двигатель, вы можете уверенно применять его для изготовления домашнего сверлильного оборудования. Изготовить сверлильное оборудование с таким двигателем в домашних условиях несколько сложнее, чем с использованием дрели, зато и мощность такого станка будет намного выше.
Чтобы такой мини сверлильно-присадочный станок меньше вибрировал в процессе работы, необходимо устанавливать двигатель на мощное основание и располагать его как можно ближе к стойке
Но тут важно выдержать правильное расстояние, так как от него зависит удобство монтажа ременной передачи, за счет которой вращение от двигателя будет передаваться на сверлильную головку
Для того чтобы вы могли изготовить такой станок в домашних условиях, вам понадобятся следующие конструктивные элементы:
- шестерня;
- шестигранник, на который будет надеваться шкив;
- два подшипника;
- трубки в количестве двух штук, одна из которых обязательно должна быть с внутренней резьбой;
- зажимное кольцо, которое должно быть изготовлено из прочной стали.
Шестигранник также соединяется с металлической трубкой, подшипником и зажимным кольцом. Такое соединение должно быть очень надежным, чтобы полученный узел не разрушился в процессе работы.
Сверлильный станок с асинхронным двигателем
Механизм, необходимый для обеспечения подачи инструмента в таком мини станке, должен состоять из трубки, на которой предварительно делаются надпилы, и шестерни. Трубка будет передвигаться за счет соединения своих зубьев с данными надпилами. В эту трубку, высота которой должна соответствовать величине требуемой подачи инструмента, затем впрессовывается ось с шестигранником.
Пример сверлильного станка с асинхронным двигателем
Рассмотрим один из весьма серьезных вариантов самодельного сверлильного станка с асинхронным двигателем, сделанного явно не новичком. Немногие домашние мастера рискнуть взяться за воплощение такого проекта, но если, что называется, приспичит, то нет ничего невозможного.
Непростой в изготовлении самодельный станок с асинхронным двигателем
Вполне очевидно, что изготовить такой станок достаточно сложно, а еще сложнее затем обеспечить точность его работы. Поэтому оптимальным вариантом является использование электрической дрели для изготовления домашнего сверлильного станка.
Ghostgkd777 › Блог › Сверлильный станок для печатных плат
Всем привет! Давно шел к этому, наконец руки дошли и за 12 часов сварганил ковырялочку для печаток.
Кинематику взял с двигающимся двигателем. Каламбур получился)) В общем, двигатель с патроном опускается. За основу этого узла взяты салазки и каретка “глаза” CD-ROM или любого иного привода. На ней смонтировал двигатель, подпружинил к раме, приделал рычаг для опускания, всю эту конструкцию закрепил на алюминиевом уголке, его в свою очередь через проставку к основанию из плиты стеклотекстолита. Фото всей конструкции ниже.
Дрянь еще та, я вам скажу… хорошо держит далеко не все сверла. Работа с ним приносит море негативных эмоций. А менять его на нормальный кулачковый патрон — так он слишком большой для этого моторчика. Потому этот вариант сверлилки признан как временное решение до приобретения мотора 24В и нормального патрона. Там будем строить ковырялочку посолиднее))
Но на этом остановиться было-б слишком просто! На мотор прикошачил схемку с автоматическим регулированием оборотов мотора в зависимости от нагрузки, котору я подглядел у котов выложил Sansey. Кстати, очень хороший обзор схемок управления двигателем есть там-же. Рекомендую!
Уважаемые админы и модераторы, не сочтите за рекламу другого ресурса. Материал интересный, людям пригодится, а копировать его в свой БЖ как-то нехорошо.
Я перебрал и настроил под детали, имеющиеся у меня.
Конечник установил шунтировать БЭ VT2 т.к. в верхнем положении каретки он замкнут. Контакт у него один (с того-же фена, что и мотор), лень было искать нормальные конечники))
Из чего можно сделать
Сделать мини дрель своими руками можно с помощью использования двигателей из различных подручных средств.
- Фен. Данный вариант является наиболее предпочтительным, так как мощности моторчика от фена будет вполне достаточно для того, чтобы минидрель могла выполнять свои основные функции. Максимальное число оборотов такого двигателя достигает 1500-1800 об/мин.
- Магнитофон. Поскольку мощность двигателя магнитофона очень маленькая, единственное, что может получиться из такой затеи – дрель для печатных плат. Питание двигателя осуществляется от 6 Вольт, а это значит, что вам придется подыскать соответствующее зарядное устройство или батарейку.
https://youtube.com/watch?v=I_wB3_gP4kc
↑ Внутри CD-привода
Точность подачи не вызывает сомнений — ведь САМ ЛАЗЕР
позиционировала! Но для бОльшей надежности (все-таки сверлильная головка потяжелее, чем лазер) нужна была еще одна такая же каретка. К счастью, рядом валялся такой же (или почти)
TEAC
. С механикой у них, похоже, стандарт. Короче, снимаем с него каретку, устанавливаем рядом с имеющейся, и вот что получилось:
Рис. 1
Рабочий ход этого тандема составляет около 10 мм — вполне достаточно. Можно, конечно, кое-что подпилить, чтобы, сблизив каретки, увеличить ход сверла, но нет смысла — станок предназначен только для сверления плат (по крайней мере, у меня). ПС. Один лазер демонтировать не удалось — так что можно смело в названии станка писать — «лазерный»!
Теперь нужно подумать о станине. Смотрим на шасси этого же дисковода:
Рис. 2
Режем по красным линиям, подрезаем углы по вкусу. Разрез по зеленым линиям пригодится нам потом. Не забываем снять заусенцы — источники травм. В итоге получаем два одинаковых, но симметричных кронштейна:
Рис. 3
Углы проверять не стал — все-таки TEAC
— порядочная фирма. Просверлив необходимые отверстия, собираем станину, ориентируясь на имеющиеся на деталях полочки и уголочки:
Рис. 4
Вид с тыльной стороны (изнутри станка):
Рис. 5
Стрелками указаны места сопряжений деталей. Очень уж эти полочки и уголочки облегчают сборку! Не забываем устанавливать под гайки пружинные шайбы — станок же ведь! Вибрация…
Теперь нужно подумать о сверлильной головке. Сначала хотел приспособить свой ДПР-12-2 27В 5000 об/мин
(для него-то и городил вторую каретку, и, как оказалось, совсем не зря!). Но мой мотор на этой конструкции выглядел, как слон в посудной лавке!
Общая информация о сверлильных станках
Любой сверлильный станок необходим для того, чтобы обеспечить возможность эффективной и точной обработки деталей, изготовленных из различных материалов. Там, где необходима высокая точность обработки (а это относится и к процессу сверления отверстий), из технологического процесса необходимо максимально исключить ручной труд. Подобные задачи и решает любой сверлильный станок, в том числе и самодельный. Практически не обойтись без станочного оборудования при обработке твердых материалов, для сверления отверстий в которых усилий самого оператора может не хватить.
Любой станок для сверления – это конструкция, собранная из множества составных частей, которые надежно и точно фиксируются друг относительно друга на несущем элементе. Часть из этих узлов закреплена на несущей конструкции жестко, а некоторые могут перемещаться и фиксироваться в одном или нескольких пространственных положениях.
Пример двигателей, используемых при изготовлении самодельного сверлильного мини-станка
Базовыми функциями любого сверлильного станка, за счет которых и обеспечивается процесс обработки, является вращение и перемещение в вертикальном направлении режущего инструмента – сверла. На многих современных моделях таких станков рабочая головка с режущим инструментом может перемещаться и в горизонтальной плоскости, что позволяет использовать это оборудование для сверления нескольких отверстий без передвижения детали. Кроме того, в современные станки для сверления активно внедряют системы автоматизации, что значительно увеличивает их производительность и повышает точность обработки.
