Не всегда имеет смысл и целесообразность покупать сверлильный станок заводского производства. Можно изготовить вертикальный сверлильный станок из дрели своими руками. Для этого понадобится дрель и материалы для изготовления стойки. Такое оборудование рекомендуется использовать в домашних мастерских или гаражах, когда сверление не основная операция или выполняется достаточно редко и точностью отверстия можно пренебречь.
Чтобы ускорить процесс, достаточно купить в магазине инструментов специализированную стойку для дрели. В итоге получается подобие вертикально-сверлильного станка бытового уровня, по точности сверления не уступающего станкам для домашних мастерских.
На фото показаны сверлильные стойки заводского производства. Их можно купить в любом интернет-магазине инструментов по ценам от 200 долларов.
Статья призвана дать вам идеи как самому сделать сверлильный станок из дрели, поэтому мы не даем четкого алгоритма по его изготовлению, ведь он делается из подручных материалов: у одних мастеров он будет, у других — нет. Поэтому мы даем основные идеи, а каждый применит свои конструктивные решении и сделает свой вертикальный самодельный сверлильный станок.
Если вы не ищете легких путей, то стойку мы изготовим самодельную. Стойку можно изготовить из дерева или металла. Из дерева будет дешевле, легче в изготовлении, но пострадает долговечность.
Металлические более сложны, но имеют не сравнено более долгий ресурс и прочностные характеристики. Выбор материала стойки еще зависит от обрабатываемых заготовок: при постоянном сверлении металла лучше изготавливать металлическую.
Сборка станка
Металлические стойки собираются из уголков для каретки, квадратной трубы 50×50 для стойки и 10×10 для кронштейна для дрели, полосы для основания и проушин. Основание и кронштейн свариваются, после чего все элементы собираются и скрепляются болтами. Рекомендуется изготавливать несколько кронштейнов с различными переходниками (зажимными кольцами) под разные типы дрелей. Каретка перемещается по штанге при помощи стального тросика, намотанного на барабан рукоятки. Чтобы каретка не имела люфт и не падала под собственным весом вниз, ее просверливают, нарезают резьбу и закручивают болт (или несколько болтов). Тем самым выбирается люфт между кареткой и стойкой будущего сверлильного станка. Ручку перемещения каретки производят из проката диаметром 6 – 8 мм.
Имея несколько кронштейнов с различными зажимными кольцами возможно гибко подбирать дрели и обрабатывать практически любые материалы.
В будущем самодельное оборудование можно модернизировать и дорабатывать, например, разметить или установить шкалу, которая будет указывать длину перемещения каретки. Это помогает при сверлении глухих отверстий.
Существует несколько способов крепления:
- несколькими хомутами;
- на металлическом кронштейне в отверстии под шейку дрели.
Видео варианта конструкции из дрели на деревянной стойке.
Самый простой вариант изготовления самодельной сверлильной конструкции в домашних условиях
Самодельный сверлильный станок из дрели никогда не заменит заводской и всегда будет уступать в качестве сборки и точности сверления. Основное преимущество самодельного – низкая цена, возможность просверлить отверстия тогда, когда заводской станок не доступен по тем или иным причинам.
Домашний сверлильный станок (попросту – сверлилка) это оборудование, настоятельную потребность в котором чувствует любой, кто хоть что-то когда-то мастерит. Умельцы иногда делают сверлилки с 2-ступенчатой передачей, столами для детали, имеющими более 3-х степеней свободы и даже двухкоординатные сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ, см. рис. ниже. Но в данной публикации мы рассмотрим изготовление сверлильного станка своими руками – такого, который просто сверлит и фрезерует – зато точно, чисто, и уверенно держит свою точность долгое время при условии эпизодической кратковременной перегрузки: стабильная точность обработки это главное требование к металлорежущему оборудованию. Которое в любительских конструкциях выполняется, к сожалению, чаще всего лишь благодаря случайному стечению обстоятельств.
Металл или дерево?
Деревянный сверлильный “станок”-монстр
Начинающим всегда кажется, что работать по дереву легко и просто. Испорченная заготовка сгодится на мелкие поделки или топливо. Возможно, поэтому в последнее время наблюдается настоящее поветрие: самодельные станки с ответственными деревянными деталями. В результате на свет порой появляются монстры, которые, наверное, удивили бы и Архимеда, см. рис. справа. Однако вспомним: наилучшая достижимая точность на дереве +/– 0,5 мм. В металлообработке резанием наибольшая допустимая погрешность по умолчанию 0,375 мм (в Англии и США 0,397 мм = 1/64 дюйма). На этом вопрос об использовании дерева как основного конструкционного материала станка закрывается без обсуждения, что, мол, дерево к тому же на порядки легче металла деформируется, изнашивается и повреждается. Ну, а любителям глубокого внутреннего самоудовлетворения в изделиях – вольная воля за свои деньги и труды.
Устройство сверлилки
Фантазия непременное условие любого творческого успеха, но в машиностроении она бесполезна без точных расчетов и сверки с проверенными опытом решениями. История станкостроения насчитывает тысячелетия – лучковые токарные и сверлильные станки с ножным приводом использовались уже в конце каменного века. По теме этой статьи проверенный образец – настольный вертикально-сверлильный станок промышленного образца. По нему и будем сверяться, выбирая и решая, как лучше сделать сверлильный станок собственноручно: в эксплуатации находятся единичные экземпляры сверлилок, которым перевалило за 100, и точность они до сих пор держат.
Устройство настольного вертикально-сверлильного станка показано на рис.:
Его основные модули станина, колонна, консоль и стол для детали. Составные части основных узлов слегка выделены цветом, а их компоненты цветами поярче. Простейший стол (не считая деревянного чурбака) – тиски. Стол поворотно-сдвижной позволяет кроме сверловки производить также некоторые фрезеровочные операции. Станина как правило наглухо крепится к верстаку или др. надежной опоре.
Винтовой зажим – фиксатор консоли сверлильного мини-станка
В работе консоль при помощи подъемно-поворотного механизма ползуна устанавливают в требуемом положении сообразно размерам и конфигурации обрабатываемой детали, и фиксируют. Подача шпинделя на рабочий ход осуществляется отдельным механизмом подачи. В любительских и промышленных для домашнего пользования конструкциях подъемно-поворотный механизм это чаще всего рука оператора, а фиксатор – винтовой зажим ползуна, см. рис. справа; по ТБ то и другое допустимо. Но что непременно должно быть в конструкции сверлильного станка по требованиям тех же ПБ, так это отбойное устройств или просто отбойник: если бросить рукоять подачи, шпиндель или каретка вместе с ним должны автоматически отскочить вверх до упора. В домашних сверлилках отбойник чаще всего пружина, установленная в подходящем месте, см. далее.
Примечание: промышленное производство, продажа и использование на предприятиях и в мастерских ИП сверлильных станков без отбойного устройства запрещены ПТБ.
Делать или покупать?
Электродрель это уже готовые привод, передача, шпиндель и патрон в моноблоке. Поставить его на каретку станка – и можно сверлить. По точности решение, вообще говоря, не оптимальное (см. далее), но во многих случаях приемлемое, зато избавляющее от необходимости заказывать дорогие точеные детали повышенной точности, см. ниже. Ввиду чего станины под установку дрели сейчас продаются разве что не на улице с лотков; цены доступные. Выбирая такую, чтобы сделать сверлильный станок из дрели, руководствуйтесь прежде всего режимом работы оборудования; от него зависит и цена:
- Эпизодическая сверловка/фрезеровка для себя с точностью какая получится – станина пластиковая литая или стальная штампованная. Механизм подачи рычажный с коленчатым рычагом (см. далее). Подшипники скольжения каретки (см. далее) сталь по стали или с капроновыми вкладышами. Цены – $20-$30.
- Регулярная сверловка для себя или на заказ с обычной машиностроительной точностью. Обрабатываемые материалы – до твердости и вязкости обычной конструкционной стали. Все то же, но подшипники скольжения сталь по стали (хуже) или с бронзовыми втулками, а станина – чугунная литая или (дороже) композитная также вибропоглощающая. Цены – $30-$40.
- Регулярная сверловка и фрезеровка любых поддающихся инструменту материалов с периодическими перегрузками инструмента и/или с повышенной точностью – подшипники скольжения только бронза по стали, станина чугунная. Механизм подачи зубчато-реечный (еще см. далее); консоль вибропоглощающая. Цены – $60-$180.
Примечание: как правило к станинам для дрели опционально предлагается поворотно-сдвижной стол для детали, позволяющий производить отдельные виды фрезеровки. Цена в пределах $20.
Выбираем станину
Станину для дрели (которые продавцы почему-то упорно именуют стойками) нужно выбирать не по производителю («китай» – не «китай»); сейчас на рынке и «немецкого китая» полно, не говоря уже об изделиях постсоветских государств. Нужно проверить конструкцию.
Первое – образцы с пластиковыми не капроновыми вкладышами подшипников скольжения отбраковываются однозначно: биение и увод сверла более чем на 0,5 мм появятся уже на 10-й – 20-й «дырке» и далее будут увеличиваться. Второе – люфт консоли. Берем ее за дальний конец, покачиваем вверх-вниз и в стороны при зажатом фиксаторе. Заметной «болтушки» быть не должно (тактильное чувство нетренированного человека ощущает биение 0,4-0,5 мм).
Далее – осмотр конструкции, см. рис. ниже. Для обычной сверловки подойдет показанная на поз. 1. Идеальный вариант – на поз. 2: цанговый зажим дрели, смещение колонны вбок уменьшает вибрацию консоли на порядок, а повернув ее вбок на 45 градусов, можно фрезеровать от руки с точностью «как умеешь» деталь на штатном не сдвижном столе, сняв пару креплений стола, т.к. при этом его смещение вручную относительно горизонтальной рабочей оси консоли будет линейным.
А вот образчик на поз. 3 не берите ни в коем случае. Во-первых, воротник его колонны низкий и ее крепление ненадежно. Во-вторых, продольные пазы под стол облегчают ручную фрезеровку «как получится», но, в отличие от диагональных, не гасят вибрации станины. Более того, они будут концентрироваться, где показано стрелками (прилив под колонну сделан слишком узким) и оттуда прямиком пойдут в колонну и стол.
Что дешевле?
Допустим, цена на понравившуюся станину вас не устраивает. Или дрель если «ломовая», с ударным механизмом, бывшая в работе по строительным конструкциям и биение патрона видно на глаз. Тогда первым делом выясняем, если и в пределах досягаемости мастер, владеющий токарным станком повышенной точности (не грубее 0,02 мм). Что, между прочим, не факт – станок повышенной точности стоит очень дорого и на потоке расхожих заказов никогда не окупается. Но, положим, нашелся. Берем чертежик на рис. справа, идем к нему и спрашиваем, сможет ли он выточить это из стали не хуже 30ХГСА, и сколько возьмет за работу. «Это» – чертежи шпинделя настольной сверлилки. Остальные ее детали можно выточить на обычном станке, или найти в развалах на железном базаре либо у себя в хламе. Скорее всего, окажется, что купить станину + стол дешевле, а если прикинуть расходы на остальное, то, возможно, обрисуется и дрель повышенной точности. В продаже такие бывают; их можно узнать по отсутствию ударного механизма и воротнику специально для установки в станину: на него надета точеная стальная манжета.
Если все же делать
Тем не менее, возможны случаи, когда самодельный сверлильный станок либо обойдется дешевле или вовсе даром, либо самая лучшая дрель на станине его не заменит. Дело в том, что на колонну, кроме изгибающих и вибрационных нагрузок передаются также крутильные от рабочего органа (инструмента – сверла, фрезы). Обусловлено это разностью плеч рычага от оси колонны до ближнего к ней и дальнего краев инструмента; крутильные нагрузки от фрезы, грызущей материал одни краем, на порядок больше, чем от сверла. Поэтому получить точность обработки дрелью на станине свыше 0,1 мм нереально (почему – см. далее), а допустим, под резьбу М3 нужно отверстие 2,7; под М2,5 – 2,2, и погрешность обработки в таком случае оказывается неприемлемой. В общем, делать сверлилку своими руками имеет смысл, несмотря на расходы, если:
- Вы радиолюбитель и работаете с компонентами с шагом выводов 2,5 и 1,25 мм («тысяченожки» с шагом 0,625 мм монтируются уже только на плоскость). Тогда вам нужен сверлильный станок для печатных плат с точностью не хуже 0,05 мм;
- Вы занимаетесь другими тонкими работами по дереву и металлу. Напр., сделать красивую изящную шкатулку или надежный тайник в доме, применяя только ручную сверловку, невозможно;
- Сверлите/фрезеруете вы от случая к случаю для себя и точность вас устроит какая выйдет, а в загашниках полно всякого металлохлама.
Примечание: в последнем случае вам повезло, вдруг где-то завалялся старый детский велосипед. Трубы его рамы из отличной стали, а втулка колеса почти что готовый шпиндель; на заказ остается только переходник с конусом Морзе под инструментальный патрон. Работая продуманно и аккуратно, из старого велосипеда можно сделать сверлильный станок с точностью ок. 0,1 мм, или фактически даровую станину для дрели, см. напр. видео:
Видео: стойка для дрели своими руками
Компоновка
Но, допустим, нам нужна точность выше, и фрезеровать пазы надо, ее не теряя. В таком случае первостепенную важность приобретает компоновочная схема станка.
Оптимальный вариант – расположение шпинделя и привода по разные стороны колонны, поз. 1 на рис. Тяжелый мотор в данной схеме действует как противовес сейсмоустойчивых зданий: отражает в противофазе вибрационные и крутильные нагрузки от шпинделя. В области колонны от частично гасят друг друга. Гашение максимально, если центр тяжести каретки находится точно по оси консоли, и тем выше, чем тоньше сверло и меньше нажим на него. Т.е., точность станка на тонкой работе повышается, и в то же время он без ее потери выдерживает довольно значительные перегрузки.
Примечание 4: делать сверлилку для точной работы с непосредственным приводом на шпиндель и расположением его и привода на одной стороне каретки можно, если есть готовая виброгасящая станина, напр. от старого микроскопа (под 2) и т.п. оптических приборов.
В мини станках для печатных плат и ювелирных работ наблюдается неприятный эффект: чтобы получить точность выше 0,05 мм, колонну приходится делать непропорционально толстой, поз. 3. Вызвано это тем, что ее способность поглощать вибрации и крутильные нагрузки определяется площадью поперечного сечения, которая с уменьшением размеров детали падает по квадрату. Для плат под компоненты с шагом выводов 2,5 мм, а также мелкие слесарно-столярные работы достаточно точности 0,05 м. При этом основное влияние на ее ухудшение оказывают изгибающие колонну нагрузки. Чтобы парировать их, достаточно применить сдвоенную колонну из прутка 10-14 мм из обычной конструкционной стали, поз. 4. Если достаточно обычной точности 0,375 мм, то путем сдваивания колонны сверлильный станок для эпизодических работ удается сделать даже из дрели и водопроводных пропиленовых труб, поз. 5. Ресурс его до потери точности невелик, но и материал-то дешев и обработки на заказ не требует.
Подача
Важную роль для точности сверловки имеет также устройство механизма подачи шпинделя (каретки в станке из дрели): рывки и/или неравномерное усилие подачи как минимум увеличивают биение сверла. При сверловке тонким твердосплавным сверлом в таком случае весьма вероятны его увод, поломка и как следствие – непоправимая порча трудоемкой заготовки.
В станках и станинах для дрели повышенной точности применяется зубчато-реечный механизм подачи (слева на рис.), обеспечивающий ее полную равномерность и, что особенно важно для ручной подачи, точно пропорциональную отдачу упора инструмента в руку. Для этого необходимы зубчатая рейка и шестеренка-триба с вполне определенным профилем зубьев – эвольвентным. В противном случае подача пойдет рывками даже при абсолютно плавном нажиме на рукоять. Сделать «на колене» пару рейка-шестерня с одинаковыми эвольвентными зубьями нереально; подобрать подходящую готовую пару мало вероятно, поэтому зубчато-реечные механизмы подачи в самодельных сверлилках встречаются крайне редко.
Чаще делают простой однорычажный механизм подачи, в центре на рис., но это далеко не оптимум. В начале и в конце рабочего хода, когда плавность подачи и точность сверловки особенно важны, он передает упор в руку недостаточно, а в середине хода избыточно, отчего растет вероятность застревания инструмента в вязком материале. От этих недостатков свободен механизм подачи с коленчатым ломающимся рычагом, справа; кроме того, он дополнительно гасит вибрации консоли. Отношение плеч колена берут прибл. 1:1.
Стол с подачей
Сверловка тонких хрупких/вязких деталей получается точнее, а вероятность ухода и поломки сверла меньше, если шпиндель закреплен неподвижно, а стол с деталью подается вверх к нему, поэтому во многих сверлилках для тонких работ стол снабжают отдельным механизмом подачи. По инерции мышления его часто делают также зубчато-реечным, см. напр. далее. Но, учитывая, что масса стола в данном случае много больше таковой детали, стол с рычажной подачей оказывается ничуть не хуже, зато полностью доступным для изготовления в домашних условиях. Его устройство показано на рис.:
Нюанс один: чтобы обойму не повело при сборке, ее плотно вставляют в сквозное отверстие основания и приваривают снизу (с испода). Варить нужно электродом ОМА-2 или тоньше постоянным током 55-60 А короткими диаметрально противоположными прихватами («тычками»). Размеры стола для печатных плат и ювелирных работ 60-150 мм в диаметре; толщина 6-12 мм. Диаметр хвостовика стола 12-20 мм; длина на величину хода подачи +(20-30) мм. Трубку под хвостовик (толщина стенок от 1,5 мм) желательно проточить или засверлить и пройти разверткой, чтобы хвостовик ходит в ней плавно без заметного люфта. Короткое плечо рычага делают длиной прим. равной диаметру стола; длинное – какое хотите.
Консоль
Посмотрим еще раз на рис. с фабричными станинами. Конструкции их консолей с каретками-полурамками похожи; они вполне рациональны, но рассчитаны на автоматизированное и роботизованное производство: точное литье и затем чистовая обработка по месту на агрегате с ЧПУ и лазерным замером.
Схема аналога консоли с полурамкой любительской разработки дана слева на рис.:
Первое, что обращает на себя внимание – нужно вырезать 5 деталей из толстого стального листа, сторцованного (обработанного торцевой фрезой) на ровность и параллельность сторон. Второе, торцевые срезы вставок, залитых темно-серым, также должны быть ровными, чистыми, параллельными. Т.е. и тут без фрезерного станка не обойтись. Наконец, вне производственных условий выполнить скользящее сопряжение ползуна и направляющей каретки (показано стрелкой) с люфтом менее 0,1 мм нереально. Прикинем соотношение плеч рычага – поперечное биение сверла получается больше 0,5 мм.
Конструкция консоли сверлильного станка, мало технологичного в массовом производстве, но приспособленная для изготовления кустарными способами, показана справа на рис. (механизм подачи и привод с кронштейном условно не показаны). Более, того, в ней биение сверла на неоднородностях материала вызывает перекос каретки на колонне и направляющей в противоположные стороны, и боковой уход инструмента не превышает величины люфта во вкладышах скольжения. Из толстой пластины вырезается всего одна деталь – ползун 4. Точная его обработка нужно только в области зажима колонны и установки направляющей, а 3 бронзовых втулки-вкладыша точно подгонит по месту любой токарь средней квалификации, если дать ему колонну и направляющую каретки (они могут быть выточены с обычной точностью).
Чтобы весь сборочный узел о сварки не повело, варить нужно как пред. случае: электрод ОМА-2 или тоньше, постоянный ток до 60 А. Швы проваривают также поочередно прихватами: «тычок» на одном, такой же на таком же дальнем, расположенном симметрично. Затем прихват ближнего к первому шва, такой же на диаметрально противоположном ему, и т.д., и т.п., пока не будут проварены все швы.
Примечание: точность станка с описанной консолью будет выше, если ее собирать не на сварке, а на винтах с проклеиванием высокопрочным клеем по металлу (холодной сваркой). Сначала все собирают без клея, выверяют обоймы на параллельность и затягивают крепеж. Затем винты поочередно выворачивают, капают в из гнезда клей и туго заворачивают обратно. Муторное дело, но получить таким образом самодельную сверлилку с биением сверла меньше 0,02 мм реально. Если, конечно, шпиндель и патрон отцентрованы не хуже.
Ошибки в конструкции
Все усилия по изготовлению сверлильного станка своими руками пойдут насмарку, если при его конструировании были допущены принципиальные ошибки. Самые распространенные из них показаны на рис.:
Типичные ошибки при изготовлении сверлильного станка
Поз. 1 – это консоль или как? Штатной нагрузки от упора инструмента эта рамочка долго не выдержит. О точности и говорить не приходится. Поз. 2, в дополнение: делать колонну сверлильного станка трубчатой нельзя. изгибающие нагрузки труба держит, но против крутильных бессильна, а вибрации только усиливает.
Поз. 3 – сделать сверлилку из старого фотоувеличителя соблазн велик, тем более что выполнена она хоть с начальной, но оптической точностью. Но! Держатель штанги увеличителя не рассчитан на упор от инструмента. В результате при сверлении оргалита уход сверла на подаче в 20 мм достигает 1,5 мм (!). А кронштейн силуминовый: этот материал не поглощает вибрации, быстро устает, и кронштейн ломается менее чем на 200-м отверстии даже при сверлении печатных плат.
Поз. 4 – сдваивание колонны в поперечном направлении ничего не дает. Устойчивость станка к нагрузкам будет ничуть не выше, чем на одинарном штыре того же диаметра. Поз. 5, в дополнение: несимметричная относительно оси колонны отбойная пружина не гасит вибрации и крутильные нагрузки, а усиливает их. Раз уж так, нужно было ставить 2 одинаковых пружины на обе стойки. А лучше бы сделать колонну, как показано здесь:
Видео: сверлильный станок из дрели своими руками
Поз. 6 – установка привода и шпинделя по одну сторону колонны, да еще и несимметричная, не уменьшает, а усиливает вибрации, т.к. на колонну они передаются в фазе, см. выше. Поз. 7 – где отбойник? Да его тут и быть не может, раз привод подачи винтовой. Винтом можно точно выставлять ползун (которого здесь вообще нет), что на домашнем станке в общем-то и не нужно, но ни в коем случае не подавать каретку! Сие сооружение чуть что будет швыряться обломками сверл и стружкой, а глаза оператора в непосредственной близости к опасной зоне.
Разбор конструкций
Образцы удачных технических решений, а также не столь существенные конструктивные недочеты рассмотрим на примерах нескольких самодельных сверлильных станков.
Для радиолюбителя, моделиста, умельца-миниатюриста и/или ювелира интерес может представлять простой мини – сверлильный станок с непосредственным приводом (чертежи даны на рис. справа). Особенность конструкции – мотор привода жестко крепится к ползуну, а подача только снизу столом. Демпфером вибраций и поглотителем крутильных нагрузок служит сам массивный электродвигатель, точь-в-точь как антисейсмический груз на высотных зданиях. Благодаря этому все детали, кроме конуса Морзе с переходником на вал мотора можно выполнять обычной точности: точность сверления определяется биениями вала мотора + биение конуса с переходником + биение самого сверла. Стол с зубчато-реечный механизмом подачи без проблем меняется на рычажный. Двигатель лучше использовать коллекторный постоянного тока: у асинхронных моторов с конденсаторным пуском из-за неравномерности вращающегося магнитного поля и скольжения ротора в нем вращение вала менее равномерно. Кроме того, скорость вращения коллекторного мотора хорошо регулируется хоть бы простым реостатом, а для регулировки скорости асинхронного движка нужно менять частоту питающего тока. То же – для синхронного с магнитным ротором. Максимальная частота вращения вала мотора – 800-1500 об/мин. Мощность на валу для сверления отверстий до 3 мм – 20-30 Вт; для отверстий до 6 мм – 60-80 Вт.
Примечание: для фрезерования данный станок непригоден, т.к. подшипники вала мотора не рассчитаны на боковые нагрузки и станок в таком режиме быстро потеряет точность.
Здесь на рис. даны чертежи уже полнофункционального сверлильного мини-станка того же назначения также с непосредственным приводом:
Он снабжен отдельным шпинделем, что позволяет, во-первых, заправлять в патрон №1а сверло максимального диаметра 6 мм; для 8-10 мм сверл движок слабоват. Во-вторых, производить фрезеровку зубоврачебными борами. Видимо, автор конструкции часто применяет именно эту операцию, исходя из чего и выбрана скорость вращения мотора. Без ее уменьшения сверлить на этом станке нужно твердосплавными сверлами, а для использования обычных дополнить конструкцию регулятором оборотов; в таком случае мотор нужен не менее чем на 60 Вт. Бросающийся в глаза недостаток данного станка – простой рычажный привод подачи – легко устраним: рычаг подачи заменяется на коленчатый без доработки остальных деталей. Для повышения точности обработки желательно также поставить вторую отбойную пружину (поз. 14 на рис. и 9 в спецификации; там и еще напутано) симметрично первой, на другом конце поводка шпинделя. Более серьезный недостаток конструкции – отбойные пружины не участвуют в гашении вибраций и крутильных колебаний. На скоростях вращения свыше 5000 об/мин их влияние на точность практически не сказывается, но уже при 1500 об/мин биение сверла на рабочем ходу возрастает прим. вдвое.
Чертежи сверлильного мини-станка, задуманного как полноценный конструктивно, но с досадными ошибками, даны на рис; конструкция каретки аналогична консоли в пред. конструкции.
Благодаря установке сильной отбойной пружины в надлежащее место здесь оказалось возможным жестко закрепить шпиндель в каретке, что на первый взгляд уменьшило количество деталей, требующих повышенной точности изготовления. Но только при подаче снизу столом, да и то, фиксация ползуна 5 и каретки 4 парами винтов 17 и 16 соотв. ненадежна и портит колонну; лучше было бы применить винтовые зажимы. А при подаче освобожденной каретки рычагом только его сочленения предотвращают проворот каретки. Люфт любого из шарниров рычага в 0,02 мм, с учетом его соотношения с длиной плеч колена, даст боковой уход сверла на 2 мм и более, парировать который возможно только рукой. В данном станке уместнее всего была бы консоль с дополнительной направляющей каретки, описанная выше; в таком случае вполне возможно было бы добиться биения инструмента вследствие люфтов в сопряжениях деталей самого станка не более чем 0,02-0,03 мм.
На этом рис. – чертежи станины для сверлильного станка из дрели с полурамочной кареткой, «почти как настоящего».
В нем все хорошо, а кое-что даже лучше, чем «фирма»: пластины 5, предотвращающие боковое смещение каретки, отлично «ловят» и подавляют вибрации инструмента в самом их зародыше. Вопрос возникает всего один: а как все это сделать, если в гараже (сарае) не дремлет в ожидании хозяйской руки станочный парк, достойный небольшого машиностроительного завода? Проще сделать сверлильный станок из дрели как показано в видео:
Видео: самодельная стойка-станок для дрели
Поневоле вспоминается старый советский анекдот:
“Удостоил Дорогой Товарищ Леонид Ильич своим посещением некое промышленное предприятие. Идут по цеху, вдруг генсек мановением руки останавливает свиту, подходит один к рабочему у станка:
– Товарищ токарь…
– Да Петрович я…
– Хорошо. Товарищ токарь Петрович, скажи мне откровенно – ты водку пьешь?
– А то как же! Употребляем!
– А если бутылка будет стоить 10 рублей, пить все равно будешь?
– Буду.
– А 25?
– Буду.
– А 50?
– Буду.
– А 100?
– Все равно буду.
– Петрович, …, да где ж мне вам столько денег на зарплату взять?!
– Гы… при чем тут бабло… вот эта фитюлька (показывает) как поллитру стоила, так и стоить будет.”
Кому в радость, кому увы, но тех Петровичей, генсеков и производственных отношений больше нет. И не будет – совсем неэффективны оказались.
О рулевых сверлилках
Достаточно популярный запрос по данной теме также «сверлильный станок из рулевой рейки легкового автомобиля». Вроде бы уже готовый преобразователь вращательного движения в линейное, да еще и с геоидной передаточной характеристикой: чтобы чуть «клюнуть» сверлом, «ловить микроны» рукой не надо. Нужно только приспособить к рейке штурвал, сделать держатель дрели (см. рис. справа), и готово, см. видео.
Изготовленный своими руками сверлильный станок позволяет на достаточном качественном уровне выполнять в домашних условиях сверловку отверстий в разных материалах.
1 Самодельный сверлильный станок – кому и зачем он нужен?
Сверловка в обширном списке всевозможных слесарных операций считается в среде специалистов самой доступной и по-настоящему простой процедурой. Выполняется она обычно на специальных сверлильных агрегатах, которые могут иметь различную функциональность и некоторые конструктивные особенности. Современная станкостроительная промышленность выпускает немало видов сверлильных станков, начиная от совсем простых (например, ) и заканчивая агрегатами с ЧПУ, которые имеют несколько шпинделей.
Понятно, что домашнему умельцу в большинстве случаев подобные станки просто-напросто не нужны, так как они предназначаются для выполнения серийных операций. А в быту обычно требуется осуществить какую-либо единичную процедуру.
Именно по этой причине многие домашние мастера решают сделать элементарный сверлильный станок своими руками, используя те детали и подручный материал, которые имеются в любом частном гараже.
Как правило, идеей изготовления самодельной мини-установки для сверления "загораются" радиолюбители, а также люди, которые сами выполняют несложные бытовые ремонтные работы. В ряде случаев для этого достаточно простой электрической дрели. Но, если речь идет о более серьезных процедурах, дрель, конечно же, не в состоянии гарантировать нормального качества и точности сверления. Вот тогда-то и имеет смысл заняться изготовлением собственного мини-станка, на который можно установить разные .
2 Как сделать сверлильный станок из дрели?
В домашних мастерских подобное сверлильное оборудование встречается чаще всего, что обусловлено простотой его самостоятельного изготовления. Вам не потребуются материалы высокой прочности и какие-либо специальные приспособления. Мини-агрегат для сверления отверстий включает в себя всего лишь четыре ключевых компонента:
- станину, служащую основанием станка;
- механизм вращения (в нашем случае его роль играет электрическая дрель);
- устройство подачи;
- вертикальная стойка.
Стойку обычно делают из обычной ДСП либо из досок, так как небольшая масса дрели не требует применения более прочных материалов. А вот станину лучше изготавливать максимально массивной. Это обеспечит отсутствие вибраций в процессе сверления, а значит, и более комфортную работу.
Мастера советуют использовать для основания агрегата сравнительно толстую (от 2 сантиметров) мебельную плиту. Идеальным же вариантом признается применение для изготовления станины и стойки старого фотоувеличителя. Его нужно будет лишь немного доработать, чтобы получить действительно надежную конструкцию мини-станка для бытовой эксплуатации.
Качество и точность сверления на самодельном агрегате зависит от правильности соединения станины и вертикальной стойки. Поэтому к этой части работ нужно подойти максимально ответственно. Рекомендуется вырезать из полос стали две направляющие, которые затем соединяют шурупами со стойкой. По указанным направляющим будет перемещаться колодка с дрелью.
Непосредственно колодку необходимо изготовить так, чтобы она надежно держала электрическую дрель. Добиться этого несложно, используя небольшие стальные хомуты. Желательно, кроме того, разместить небольшую прокладку из резины между колодкой и дрелью. Она существенно уменьшит вибрацию и сделает процесс эксплуатации установки более комфортным.
Механизм подачи сверлильного станка из дрели представляет собой простейший рычаг, который будет перемещать колодку с инструментом в вертикальном направлении. Данный механизм желательно снабдить пружиной сравнительно большой упругости и мощности. Один конец пружины должен упираться в смонтированный на стойке неподвижный деревянный брус, другой – в колодку.
Если вы хотите добиться максимального удобства работы с самодельным станком и не планируете периодически снимать электродрель, рекомендуется ее переключатель просто-напросто разобрать, а на станине смонтировать отдельную кнопку, с помощью коей вы будете запускать и выключать свой сверлильный агрегат. Как видим, все довольно-таки просто. Любой более-менее "рукастый" мужчина способен сделать себе небольшой и удобный станочек из дрели.
3 Сверлильный станок своими руками на базе асинхронного двигателя
У любого хозяина в гараже, подвале или где-нибудь на балконе квартиры хранится множество электродвигателей от электрических агрегатов, отслуживших свой срок. Из них вполне можно выбрать такой мотор, который станет движителем для сверлильного мини-станка. Идеальным вариантом в данном случае признается двигатель асинхронного типа, монтируемый на барабанные стиральные агрегаты.
Работы по созданию домашней сверлильной установки на основе старого электродвигателя намного сложнее, нежели при использовании дрели. Но и их вполне можно осуществить, вооружившись некоторой долей терпения и настойчивости. Здесь важно осознавать, что двигатель со стиралки имеет более серьезный вес. Да и мощность такого "моторчика" куда как выше, чем у электродрели. А это означает, что придется позаботиться о подготовке "могучей" стойки и основания для создаваемого станка.
Специалисты говорят, что уменьшить уровень вибрации агрегата на базе асинхронного двигателя можно посредством установки его на мощное основание, а также путем размещения его поближе к вертикальной стойке. Но при этом необходимо помнить – близкое расположение стойки и мотора чревато усложнением конструкции самодельного станка, что вызвано потребностью монтажа ременных шкивов.
Для изготовления сверлильной установки с применением электродвигателя от стиральной машины, кроме всего прочего, понадобятся следующие детали:
- шестерня;
- подшипники в количестве двух штук;
- шестигранник;
- две трубки небольшой толщины (на одной из них обязательно должна присутствовать внутренняя резьба);
- зажимное кольцо (желательно из прочной, например, из инструментальной стали).
Шестигранник требуется для выполнения подвижной части станочного передаточного устройства. На него будет надет шкив. Также к шестиграннику нужно присоединить металлическую трубку с подшипником и стальным кольцом. Важно добиться очень плотного соединения этих компонентов между собой, так как в противном случае при вибрации они стопроцентно разрушатся (не сразу, но достаточно быстро).
Регулировочный комплекс агрегата изготавливается из шестерни и трубки, на которой нужно сделать надпилы. В них входят зубья шестерни. Указанная трубка делается такой высоты, чтобы сверлильный патрон поднимался на заданную величину. В эту же трубку затем впрессовывают ось с шестигранником.
Из описанной схемы видно, что изготовить станок с двигателем асинхронного вида достаточно сложно. Поэтому можно посоветовать делать его по аналогии с предыдущим процессом, когда использовалась электрическая дрель. Но будьте готовы к тому, что полученный станок особой точностью сверления характеризоваться, к сожалению, не будет.
Сделать сверлильный станок своими руками целесообразно в тех ситуациях, когда в домашней мастерской или гараже возникнет необходимость сверления отверстий в деталях различной конфигурации, а также изготовленных из разных материалов. Следует отметить, что такое устройство позволяет получать отверстия с достаточно высоким уровнем качества.
Когда требуется самодельный сверлильный станок
На производственных или ремонтных предприятиях, где операция сверления считается наиболее распространенной, для ее выполнения используется специальное устройство, модели которого могут иметь различную функциональность. Так, это может быть компактный настольный сверлильный станок, отличающийся простейшей конструкцией, либо оборудование, оснащенное несколькими рабочими шпинделями и числовым программным управлением.
Для сверления отверстий в различных материалах, которое выполняется в условиях домашней мастерской или гаража, можно использовать оборудование, сделанное своими руками. Естественно, что для применения в домашних условиях необходимо простейшее устройство, которое можно сделать из комплектующих и материалов, находящихся практически в любом гараже или домашней мастерской.
И в этой статье мы не оставим без ответа вопрос о том, как сделать сверлильный станок дома, затратив при этом минимум средств. В этом нам помогут чертежи и опыт множества мастеров, уже прошедших этот путь.
Необходимость в таком мини сверлильном оборудовании по металлу, дереву или пластику чаще всего возникает у тех, кто привык самостоятельно выполнять различные ремонтные работы в своем доме или квартире. Также довольно часто постройкой озадачиваются радиолюбители.
Казалось бы, для выполнения такой операции можно использовать обычную дрель, но такой инструмент не всегда в состоянии обеспечить требуемое качество и точность выполнения сверлильных операций. Самодельный , кроме своей компактности, обладает еще одним важным качеством: на него можно устанавливать сверла различных типов.
Сверлильный станок из обычной дрели
Чтобы сделать для своей домашней мастерской небольшой, но функциональный сверлильный станок, не надо приобретать особые материалы и комплектующие. Конструкция такого удобного и полезного настольного устройства содержит в себе следующие составные элементы:
- основание, которое еще называют станиной;
- механизм, который обеспечивает вращение рабочего инструмента (в качестве такого механизма можно использовать обычную дрель);
- устройство для обеспечения подачи;
- вертикальную стойку, на которой закрепляется механизм вращения.
Стойку, на которой будет крепиться дрель, можно сделать из листа ДСП. Данный материал вполне способен выдержать вес такого устройства. Станина такого мини станка должна быть более массивной, так как она защищает всю конструкцию от возникновения вибраций, которые могут отрицательно сказаться как на качестве и точности получаемого отверстия, так и на комфортности работы.
В качестве материала станины такого можно использовать обычную мебельную плиту, толщина которой составляет более 2 см. Удобнее всего применять для этого основание старого фотоувеличителя, немного доработав его конструкцию. Иногда используют старый микроскоп, но это довольно редкий вариант, так как такой агрегат будет недостаточно большой и его применение будет ограничено.
То, какое качество и точность будет обеспечивать самодельный сверлильный станок, зависит преимущественно от того, насколько правильно и надежно выполнено соединение его основания и вертикальной стойки. Важными элементами такого микро станка являются две направляющие, по которым будет двигаться колодка с закрепленной на ней дрелью. Такие направляющие лучше всего изготовить из двух полос стали, которые надо надежно прикрутить к стойке при помощи шурупов.
При изготовлении колодки желательно использовать стальные хомуты, которые надежно зафиксируют на ней дрель. Кроме того, чтобы избежать нежелательных вибрационных процессов при сверлении, в месте соединения колодки и дрели необходимо установить прокладку из толстой резины.
После этого нужно сделать механизм подачи такого мини станка, который должен обеспечивать перемещение электродрели в вертикальном направлении. Схемы изготовления подобного механизма могут быть разными, но он традиционно содержит в своей конструкции рычаг и пружину, которая крепится одним концом к стойке, а вторым - к колодке с дрелью. Такая пружина придает механизму подачи большую жесткость.
Сверлильный станок из дрели, которую не планируется с него снимать, можно сделать более удобным в эксплуатации, если разобрать родной выключатель дрели и смонтировать отдельную кнопку на станину мини оборудования. Такая кнопка всегда будет у вас под рукой и позволит оперативно включать и выключать устройство. Как видите, сверлильный станок из дрели совсем несложно сделать, для этого вполне достаточно внимательно прочесть эти инструкции или посмотреть обучающие видео в данной статье.
Пример станка из дрели более подробно
В качестве примера рассмотрим более подробно один из вариантов самодельного сверлильного , собранного в домашних условиях.
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.
Учитывая тот факт, что вес асинхронного двигателя больше, чем масса обычной дрели, вам потребуется более мощное основание и стойка для размещения механизма подачи.
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.
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.
В современном производстве применение разнообразных станков стало настолько популярно, что сейчас без этого оборудования не обходится ни одна приличная мастерская.
И действительно, мини сверлильный станок с ЧПУ позволяет человеку заниматься выполнением таких работ, которые он самостоятельно завершить если и сможет, то с применением огромных затрат времени.
Это касается обработки металлов, дерева и других плотных материалов, которые довольно сложно использовать без специализированного оборудования. Еще один большой плюс станков в том, что изготовить сверлильный станок своими руками не представляет из себя ничего сложного.
При желании человек с базовыми навыками механика сможет собрать самодельный сверлильный станок за пару дней. Именно о сборке самодельных сверлильных станков сейчас и пойдет речь в данной статье.
1 Особенности и назначение
Сверлильные станки используются в промышленности крайне широко. По сути, именно их изобретение стало настоящим переворотом в мире промышленников, которые желали быстро нарастить темпы производства.
И действительно, наличие станков на производстве – это настоящее благо. Качественный сверлильно-пазовальный агрегат способен выполнять работы с удивительной точностью, при этом снижая требования к изначальным навыкам человека, что использует его в работе.
Объясняется такой феномен очень легко. Давайте представим, что вам необходимо создать металлическую пластину с десятью отверстиями на ней.
Отверстия должны быть разных диаметров. От самых маленьких, до крупных. Пластина при этом имеет толщину в 3-5 мм. То есть для работы по металлу придется использовать достаточно мощное сверло.
Отметим, что крупные сверла используются крупными инструментами, такие дрели, как правило, достаточно тяжелые. Неподготовленному человеку даже держать в руках их будет сложно. Не говоря уже о выполнении более-менее длительных работ.
Плюс к этому стоит понимать, что от вас будет требоваться филигранная точность, ведь эта деталь является всего лишь частью более крупного механизма.
Один небольшой промах, и вся конструкция может стать полностью непригодной для работы. Особенно это касается станков для сверления печатных плат. При обработке плат точность их разметки определяется десятыми долями миллиметра.
Если дать человеку все необходимое оборудование, то даже с наличием опыта он будет возиться с пластиной не меньше, чем пару часов. При сверлении плат этот показатель затрат времени может удвоиться.
И это в том случае, если вы имеете опыт работы и соответствующие навыки. Если же его нет, то на заготовку одной только пластины может без преувеличения уйти целый день.Если же использовать в работе мини станок, то время работы сокращается в несколько раз. На нем уже зафиксирован весь необходимый инструмент. Сверло стабилизировано и четко направлено.
Все что от вас требуется – это правильно установить пластину на координатный стол, запустить двигатель и просверлить отверстие. Затем сменить положение детали и продолжать работу по той же технологии. Как вы сами видите, продуктивность производства выходит на качественно новый уровень.
1.1 Составляющие станка
Теперь обратимся непосредственно к составляющим станка. Ведь если вас интересует вопрос, как делают сверлильные станки или как сделать сверлильный станок своими руками, то в первую очередь вам надо разобраться с деталями, что будут применяться при его сборке.
К счастью, мини настольный сверлильный аппарат сделанный своими руками состоит из нескольких основных деталей. Устройство сверлильного станка определяет качество работы самого устройства, однако здесь все зависит от многих факторов.
Итак, сверлильные станки состоят из:
- станины или основания;
- закрепляющей рейки или рамы;
- механизма регулирования положения устройства;
- крепления для рабочего механизма;
- двигателя или механизма, что выполняет непосредственно сверление;
- переходников, цанг и других подобных материалов;
- всевозможных ручек, стабилизирующих ножек и других дополнительных деталей, что используются для улучшения конструкции устройства.
Стоит заметить, что практически не имеет значения, рассматриваете ли вы настольный сверлильный станок для обработки печатных мини плат или стандартный стационарный образец.
Вы, конечно же, будете использовать разные детали для сборки самодельного сверлильного станка, однако общая схема и устройство сверлильного станка останется все той же. Разница будет только в конкретных деталях и их габаритах.
Например, самодельный настольный агрегат для сверления мини плат под электронику будет монтироваться на мелкую станину. В большинстве случаев вам не понадобится даже тумба. Достаточно будет взять крупную тяжелую рейку, которая по своему весу будет составлять минимум половину конструкции устройства для сверления плат.
Также при разработке мини плат вам понадобиться куда более простой и мелкий двигатель,
так как сверление мини плат предусматривает необходимость более ювелирной работы, где мощность не является приоритетом.
1.2 Подбор деталей для сборки
В первую очередь всегда обращают внимание на станину или основание. Основание для внушительного станка должно быть очень прочным и устойчивым. Необходимо для таких целей использовать стол с хорошими опорами, специальные подставки, можно крепление от фотоувеличителя и т.д. Подойдет даже тумба нужных размеров и габаритов, но тут уже решать вам.
Если же мы рассматриваем настольный образец, то координатный стол тут будет выступать первым основанием, на которое уже устанавливают сам настольный сверлильный станок. В таком случае станину можно будет сделать из металлической пластины или чего-то подобного.
Что интересно, некоторые умельцы умудряются собрать стол или станину для станка даже из древних частей фотоувеличителя. То есть на изготовление можно применять самые разнообразные детали.
Главное, чтобы стол или станина, на которую крепят устройство, была крайне устойчивой и не давала вибраций во время работы.
Раму для крепления можно сделать своими руками. Точно так же обходятся и с креплением для рабочего механизма. Здесь можно использовать металлический уголок с просверленными отверстиями или что-то подобное.
Уголок крепят на стол шурупами или приваривают к станине. Там же устанавливают подъемный механизм. Его делают из старого домкрата, амортизирующей трубы, раздвижных реек и других подобных механизмов.
Движок для работы потребуется достаточно мощный, поэтому вам придется перебрать несколько вариантов. Причем стол и основание станка должны без проблем выдерживать его вес и гасить вибрации во время работы.
Неплохой на изготовление подойдет асинхронный движок от стиральной машинки или чего-то подобного. Можно воспользоваться и движком от дрели или самой дрелью.
2 Схема создания станка
Если рассматривать только простейшие модели оборудования, которые можно быстро собрать своими руками. То лучше всего для этих целей подходит стандартная схема сборки сверлильного оборудования.
Однако отметим сразу, что есть две основные технология его сборки. Первая – более простая, заключается в использовании готовой дрели, которую просто прикручивают к креплениям.
Вторая же – это довольно сложный вариант, и он заключается в сборке станка из отдельного двигателя, цанг, направляющих и т.д.
Этапы работы:
- Собираем стол и основание под мини станок, занимаемся креплением станины.
- Монтируем основную стабилизирующую раму.
- Подключаем крепление для движка.
- Занимаемся обустройством подъемного механизма.
- При необходимости устанавливаем пружины и амортизаторы.
- Монтируем рабочий элемент станка.
- Подключаем все контакты, устанавливаем сверло.
При сборке станка из готовой дрели работать вам будет проще. Все что от вас требуется – это создание крепкой рамы с возможностью подъема и опускания сверлильного механизма, к которой затем подключат дрель.
Возиться с блоками питания и сборкой движка здесь нет нужды. Нужно просто хорошенько зафиксировать инструмент и подключить его к электричеству.
Сборка движка уже предусматривает монтаж блока питания, преобразователя и, если двигатель имеет непрямую передачу усилий, механизмов, что занимаются их передачей.
Поэтому для подготовки второго варианта придется потратить больше времени, сил и энергии.
Да и определенные инженерные навыки тоже не будут лишними.
2.1 Самодельный сверлильный станок из обычной дрели (видео)
