Всем добрый день! В этом обзоре я покажу, как удалось сделать небольшой простой сверлильный станок из приобретенной стойки под дрель и имеющейся, но редко используемой, ручной электродрели. Я постарался сделать законченное и удобное приспособление для любительских и бытовых нужд, без претензий на профессиональное применение. Как всегда, в обзоре описание процесса, чертежи, и полученный результат.
Все предыдущие года для сверления отверстий я вполне обходился шуруповертом, ну очень редко ручной дрелью. Этого вполне хватало, на деталях с небольшой толщиной проблем не возникало. Другой вопрос сверление четко вертикальных отверстий в большой толщине материала, иногда получается контролировать вертикальность сверла, иногда не очень.
Рассверливание меньшего отверстия сверлом большего диаметра: зачастую, при рассверливании изначальный центр отверстия мог и сместиться, в зависимости от того, как там себя найдет сверло.
Чтобы избежать всех этих проблем, ответственные детали и заготовки сверлить надо на сверлильном станке, которого естественно нет.
Я уже дошел до кондиции, когда сверлильный станок нужен, но вот что точно я от него хочу, какие параметры для меня важны, и какой нужно выбрать – я пока не знаю. Поэтому для наработки опыта и формирования у себя будущих потребностей, для лучшего и эффективного вложения средств в сверлильный станок в будущем, я решил поупражняться на самодельном станке из стойки для ручной дрели.
Можно было купить просто стойку, разместить в ней дрель и пользоваться, но мне необходимо было сделать удобное включение и выключение дрели, а также удобную регулировку скорости вращения. Поэтому я решил сделать для стойки небольшой постамент, с размещенными в ней органами управления, а также ящиком для сверл и других принадлежностей.
А на самом основании стойки решил сделать более широкий стол для размещения и фиксации заготовок под сверление. В ходе проектирования получилась вот такая конструкция (стойка и дрель в модели другие, взял из 3D Warehouse):
Конструкция ящика следующая, с установленным в нем органайзером под часто используемые сверла:
Чертежи с размерами:
Изучив просторы сети и отзывы, была выбрана уже довольно известная стойка для дрели Энкор 20090 с цельнометаллической колонной и чугунными основанием и кареткой. (Паспорт стойки)
Несколько фото распаковки и сборки:
Люди в отзывах пишут про люфт в пластиковой направляющей каретки, и небольшом люфте в точке колонна-каретка, но не у всех. Мне достался люфт пластиковой направляющей, который вылечился просто подкладыванием кусочка пластика от папки для бумаг. Люфт пропал вообще, каретка стала туго ходить вверх-вниз, но густая силиконовая смазка убрала и эту проблему. Стойка отличная, тяжелая, монументальная!
В качестве рабочей части нашего станка выступила старенькая, но бодрая дрель Интерскол ДУ13/780ЭР:
Дрель плотно зашла в приемное гнездо на стойке, люфтов нет, фиксация отличная:
Начинаем собирать наш постамент с ящиком. Напиливаем детали постамента. В проекте я заложил фанеру толщиной 10 мм, но так получилось, что у меня стоял уже начатый лист 12мм, который я почему-то принял за 10мм, от этого у меня плыли размеры и я еще долго не мог понять почему):
Собираем на саморезы и ПВА:
Напиливаем детали внутреннего выдвижного ящика, дно ящика из фанеры 6мм:
Собираем ящик:
Готовим и вклеиваем заднюю и переднюю заглушки постамента:
Для выдвижного ящика используем мебельные шариковые направляющие:
Для крепления ящика к петлям положил рядом лист фанеры и подложил четыре 10-ти рублевых монеты для создания равномерного зазора между ящиком и основанием постамента:
Выпиливаем и приклеиваем на ПВА лицевую панель ящика, зазоры также регулируем монетами:
Не забываем сделать ручку для открытия ящика:
В качестве начинки для управления включением/выключением и регулировкой оборотов подобрал в закромах вот такой комплект: реле с катушкой 230V, две кнопки, c NO и NC контактами, и симмисторный регулятор оборотов (2000Вт) с Aliexpress:
На передней панели размечаем отверстия под кнопки и потенциометр регулятора:
Сверлим отверстия. Под ручку потенциометра пришлось сделать небольшое углубление дремелем с фрезой, так как толщина лицевой панели 6 мм, и ручка нормально на вал потенциометра не садилась:
Примеряем кнопки:
На заднюю заглушку блока кнопок решил поставить розетку под вилку дрели, а также сальниковый ввод для провода питания от сети:
Берем верхнюю крышку постамента, размечаем и сверлим отверстия для крепления основания стойки (верхнюю крышку постамента не приклеивал, крепил только на саморезы):
Переходим к изготовлению сверлильного стола. Будем делать из двух листов фанеры:
Соединяем два листа на четыре самореза, размечаем и выпиливаем лобзиком паз под колонну нашей стойки, дорабатываем дремелем:
Размечаем закругление углов:
Размечаем, берем фрезер и пазовой фрезой ф10мм по фанерному упору делаем пазы под перемещаемые прижимы стола, а также скругления стола:
Разбираем нашу деталь, берем нижний лист, размечаем и сверлим в нем отверстия для крепления стола к основанию стойки:
С обратной стороны, для крепления использовал вот такой крепеж с резьбой М8, чтобы утопить шляпки, сделал углубления дремелем:
Берем верхний лист стола, размечаем и выпиливаем квадратное отверстие 70х70 мм под сменный вкладыш. Вкладыш размещаем со смешением относительно центра, чтобы его можно было переворачивать и использовать все стороны квадрата вкладыша:
Склеиваем на ПВА оба листа нашего стола:
Готовим зажимы для стола. Их сделал из обрезков фанеры, немного скосил полученную пятку, чтобы получался хороший зажим тонких деталей. Отверстие 8мм под прижимной болт немного выработал в продольном направлении, чтобы болт в детали мог отклоняться относительно вертикальной оси.
Пробуем наш зажим в действии, используем длинный мебельный болт M8, шайбы и барашковую гайку:
Берем все полученные детали станка, шлифуем и покрываем маслом:
Ставим все компоненты системы питания и управления, кнопки и реле подключены по схеме с самоподхватом:
Делаем проверку включения, всё ставим и фиксируем провода:
Снизу постамента ставим прорезиненные ножки:
Крепим сверлильный стол к основанию стойки гайками М8:
Вставляем ящик, смотрим, что пока получилось:
Переходим к изготовлению органайзера для сверл. Все детали горизонтального отделения органайзера из фанеры 6мм. Выпиливаем по чертежу основание, напиливаем тонкие полоски фанеры, и собираем бортики на ПВА:
Напиливаем на столе разделители шириной 6мм (для таких операций мне на распиловочном столе пришлось сделать вкладыш нулевого зазора из алюминия, так как изначальная поверхность стола уже износилась, и на фанере пошли сильные сколы):
Разделители клеим через шаблон 14 мм на ПВА. Глубину и ширину (6х14 мм) отделения брал из расчета своих пальцев, чтобы я мог без труда взять мелкое сверло со дна отделения:
Вертикальный органайзер под самые ходовые сверла (два отделения под сверла по металлу и по дереву) решил сделать из фанеры 12 мм, но сверху приклеить полоску из фанеры 6мм, так как в торец фанеры сверлится совсем плохо:
Примеряем наш вертикальный органайзер к горизонтальному:
Размечаем и насверливаем уже на нашем столе отверстия в органайзере всеми доступными сверлами, от 8мм до 1мм с шагом диаметра 1 мм:
Примеряем оба органайзера в ящике:
Покрываем маслом новые детали, ставим в ящик. Вертикальный органайзер ставим на мелкие петли, чтобы его можно было откидывать в полностью вертикальное положение и иметь доступ к сверлам в нижнем отделении.
Перед горизонтальным органайзером приклеил в ящике упор из куска фанеры 6мм, после него в ящике чуть позже будет органайзер под фрезы, зенковки и другие крупные сверла. Также заготовил несколько квадратных сменных вкладышей:
Собираем все детали станка, сворачиваем и крепим кабель дрели, чтобы не мешал:
Работаем:
Сверлильный станок получился годный. Сверлить так гораздо удобнее, и главное точнее и аккуратнее. Нет конечно поддержания оборотов, с ним было бы еще комфортней, но я уже начинаю привыкать, какую скорость надо выставить на дрели и силу погружения для материала, чтобы не просаживать дрель, но и не испортить заготовку или деталь высокими оборотами. Это всё опытом отрабатывается. Поработаю на нем, пойму, что мне нужно и важно от станка, какие параметры мне будут критичны, чтобы возможно в будущем рассматривать «взрослый» станок.
В ближайших планах сделать к станку небольшие тиски для вертикального крепления заготовок и шлифовальный барабан, они мне нужны для приближающихся проектов.
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.
Электрическая дрель – это универсальный инструмент. Помимо использования по прямому назначению (сверлению отверстий), ее можно задействовать для множества видов работ. Ведь патрон дрели позволяет зажимать не только сверла, но и фрезы, шлифовальные элементы и даже деревянные заготовки для токарной обработки. Поэтому из этого инструмента можно сделать несколько видов полноценных домашних станков для обработки и изготовления различных материалов и деталей.
Особенности применения станков
Работа дрелью на весу при удержании инструмента только руками существенно ограничивает ее возможности. Вес инструмента и вибрация не позволяют жестко зафиксировать дрель в нужном положении. Но если продумать и сконструировать специальную станину, где она будет устойчиво крепиться, то обыкновенная ручная дрель превратится в профессиональное, почти промышленное оборудование.
Из дрели можно самостоятельно сделать такие виды станков:
- сверлильный;
- токарный;
- фрезерный;
- шлифовальный.
Причем после замены рабочего или режущего элемента станки становятся взаимозаменяемыми. Предусматривают функцию два в одном, например, сверлильный и фрезерный станок, токарный и шлифовальный. Все зависит от условий монтажа и потребностей владельца.
Мощность станков и их возможности будут зависеть от вида дрели (мощности ее электродвигателя), способу крепления, так как именно она в этом случае выступает главной рабочей частью оборудования.
Виды станков
Несмотря на самодельную сборку, каждый станок позволяет изготавливать широкий спектр деталей различной сложности и конфигурации. При правильном монтаже агрегата, он практически не будет уступать профессиональным заводским аналогам по точности и скорости работы.
Если же задействовать и дрель высокой мощности, рассчитанную на длительную бесперебойную эксплуатацию, то на таком станке возможно наладить и серийное производство или обработку разнообразных элементов.
В домашних условиях такие станки способны полностью удовлетворить бытовые нужды по ремонту мебели, автомобиля, велосипеда и многих других вещей повседневного обихода. Они помогут реализовать множество дизайнерских решений без необходимости обращаться в профильные мастерские.
Каждый вид станка предусматривает выполнение разных работ и имеет свои особенности.
Сверлильный
Сверлильный станок необходим для формирования отверстий в различных поверхностях – как плоских, так и многогранных элементах из дерева, металла, пластика, стекла. Диаметр отверстия и материал детали определяется типом используемого режущего элемента – сверла.
Принцип работы агрегата основан на том, что механизм, обеспечивающий крутящий момент режущего элемента (в нашем случае – дрель) располагается прямо перпендикулярно относительно обрабатываемой поверхности на специальной станине – закрепленном на стойке шпинделе. При опускании шпинделя сверло входит в поверхность и проделывает в ней отверстие.
Главное преимущество работы на станке перед ручной обработкой – отверстие получается более точным . Закрепленную дрель можно четко сфокусировать и направить в нужное место.
Можно закрепить дрель на дополнительной продольной планке, размещенной перпендикулярно опускающему/поднимающему шпинделю на его корпусе – это позволит перемещать закрепленный инструмент не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении.
Токарный
Обработка деталей на токарном станке происходит за счет быстрых оборотов заготовки вокруг своей оси, которые обеспечиваются вращающимся от электродвигателя шпинделем, в данном случае – это патрон дрели. Режущий элемент подается вручную сбоку, перпендикулярно вращающейся заготовке, или же проникает внутрь, в зависимости от вида выполняемых работ.
Токарный станок используется для внутренней и наружной обработки металлических, деревянных или пластиковых деталей:
- нарезания резьбы;
- винторезных работ;
- подрезки и обработки торцов;
- зенкерования;
- развертывания;
- расточки.
Заготовка зажимается в станке между обеспечивающим крутящий момент элементом (насадкой в патроне дрели) и прижимной направляющей втулкой. Прижимная втулка размещается на специальных полозьях, и фиксируется в нужном положении гайкой. От длины полозьев будет зависеть размер заготовки, которую можно установить в агрегат .
В данном случае, при самостоятельном изготовлении станка, длина полозьев определяется индивидуально по желаниям и потребностям владельца.
Дрель же фиксируется в станине «намертво».
Фрезерный
Фрезерный станок используется для обработки металлических и деревянных заготовок с помощью фрезы – инструмента со специальными резцами, зубьями. Во время работы фреза, оборачиваясь вокруг своей оси, снимается с заготовки часть наружного слоя, придавая ей необходимую форму.
С помощью фрезы производят точильные и другие работы:
- резку;
- заточку;
- торцевание;
- зенкерование;
- развертку;
- нарезание резьбы;
- изготовление зубчатых колес.
В случае с самодельным мини-агрегатом, фрезеровочная насадка зажимается в патрон дрели, закрепленной на станине. Заготовка подается вручную или также фиксируется в специальном зажимном устройстве.
Шлифовальный
При помощи шлифовального станка производят зачистку различных поверхностей, делая их гладкими. Также шлифовка помогает менять форму заготовки, придавать ей нужный конструкционный вид, например, в деревообрабатывающей версии оборудования.
В качестве шлифующего элемента, как правило, используется наждачная бумага . В патрон дрели зажимается специальная насадка, которая имеет шероховатую поверхность – шлифблок.
Существуют насадки, предусматривающие замену шлифующего материала – лист наждачной бумаги фиксируется на их плоскую рабочую поверхность при помощи специальных «липучек», расположенных с тыльной стороны.
Процесс шлифовки производится за счет обработки заготовки вращающейся в патроне дрели насадкой со шлифующим покрытием. Благодаря абразивному напылению на наждачной бумаге она снимает с обрабатываемой заготовки часть ее поверхности.
При изготовлении станка дрель зажимается и фиксируется в станине в одном положении, а заготовка подается вручную.
В качестве упора для заготовки может использоваться дополнительная подставка – для удобства ее так же, как и в случае с токарным станком, можно разместить на полозьях.
Необходимые материалы и инструменты
Создающим крутящий момент элементом, а соответственно главной рабочей частью в каждом виде станка является дрель. Тип обработки будет в большей степени зависеть от установленной в ее патрон насадки. Поэтому для их сборки понадобятся идентичные материалы.
Для сборки токарного, шлифовального станка:
- прямоугольное металлическое или деревянное основание, станина;
- прижимная втулка;
- прижимная бабка, которая будет крепиться на патрон дрели;
- полозья для прижимной втулки;
- посадочное место для фиксации дрели.
Материалы для сборки сверлильного, фрезерного станка:
- квадратная станина;
- металлическая стойка, на которой будет перемещаться шпиндель с закрепленной дрелью;
- пружина, соответствующая диметру стойки;
- столик для заготовки;
- штифт для крепления столика.
Из инструментов понадобятся:
- отвертка;
- плоскогубцы;
- ножовка по дереву или металлу;
- крепежные элементы – болты, саморезы, гайки;
- сварочный аппарат.
Если планируется изготавливать металлический станок, то необходимым условием будет наличие сварочного аппарата. Так как станок предназначается больше для домашнего использования, его чертежи и размеры составляющих элементов устанавливаются индивидуально.
Алгоритм изготовления
Учитывая, что по типу обработки домашние станки будут взаимозаменяемыми, а решающую роль будет играть установленная в дрель насадка, рассмотрим два основных варианта самодельных агрегатов – горизонтального и вертикального.
Порядок сборки вертикального станка таков.
- Вырезать из куска металла или дерева квадратную основу 50 на 50 см, толщиной от 10 до 20 мм.
- Точно по центру на расстоянии 1-2 см от края высверлить в ней отверстие для монтажа стойки. Диаметр стойки должен быть не менее 5 см.
- Установить стойку, отцентровать ее при помощи уровня и приварить сварочным электродом. Если изготавливается деревянный станок и стойка будет деревянной, то жестко зафиксировать ее саморезами.
- Дрель при помощи металлических хомутов закрепить на подвижном элементе, который будет надеваться на стойку, образуя опускающий/поднимающий шпиндель.
- Надеть пружину на стойку. Ее длина должна быть не менее 2/3 стойки.
- Насадив дрель на стойку, отметить место, куда будет попадать сверло при опускании шпинделя.
- Соответственно этому месту вырезать в станине крест-накрест две сквозные ложбины.
- В ложбину на штифте с резьбой устанавливается столик, на котором будет крепиться заготовка. С нижней стороны на штифт накручивается гайка, она будет фиксировать столик в нужном положении. С наружной стороны прикрепить столик к штифту можно также гайкой, утопив ее в поверхность столика, чтобы она не мешала укладке заготовок.
- Важно, чтобы после фиксации гайкой длина наружной части штифта была заподлицо с верхней поверхностью столика.
На столик укладывается заготовка (при необходимости фиксируется струбцинами) и по ложбинкам перемещается в нужном направлении. Дрель опускается вручную, обратно поднимается за счет пружины. Чтобы переоборудовать станок во фрезерный или шлифовальный, достаточно заменить сверло соответствующей насадкой – фрезой или шлифблоком.
Алгоритм сборки горизонтального станка выглядит так.
- Вырезать прямоугольную станину – размеры определяются индивидуально.
- На одном краю закрепить посадочное место для дрели с ложбиной в верхней части соответствующей размерам инструмента.
- Зафиксировать на нем дрель хомутом.
- Вдоль станины вырезать сквозную ложбину для штифта, а по краям установить два металлических уголка, по которым будет перемещаться прижимная втулка.
- Ширина прижимной втулки должна точно соответствовать расстоянию между направляющими уголками (полозьями). Снизу в нее вкручивается штифт с резьбой, который будет перемещаться в ложбине.
- Переместив втулку вплотную к патрону дрели, определить место, где будет установлена специальная бабка для фиксации заготовок.
- Прикрепить к втулке бабку с размещенным по центру металлическим конусообразным штырем.
- Втулка фиксируется в нужном положении (для зажима заготовки) гайкой, накручиваемой снизу на штифт.
Всем доброго дня! Решил я как-то сделать деревянные ручки для своих инструментов – напильников, стамесок, резцов. Стал соображать, каким образом их изготовить. Просто строгать слишком муторно, да и некрасиво получается. Вот был бы токарный станок по дереву! И тут меня осенило. А почему бы и нет? Основная идея нарисовалась сразу, детали додумал позже. То, что получилось в результате, я хочу показать вам и рассказать как я это делал.
Материалы и инструмент, которые я использовал
Итак, для изготовления станка мне понадобились следующие материалы:- дощечка из многослойной фанеры, толщиной порядка 10 мм;
- деревянный брусок прямоугольным сечением 35х50 мм или 40х60 мм длиной около 1 метра;
- гайка мебельная забивная – 4 штуки (размер резьбы как у шпилек);
- две резьбовые шпильки М6 – М10 плюс три обычные гайки к ним и два болта;
- винтовой хомут, длины его должно быть достаточно, чтобы с запасом обхватить ручную электродрель;
- столярный клей, саморезы.
Изготовление токарного станка из ручной электродрели
Начинаем работу с изготовления станочной рамы. Для этого я вырезал из многослойной фанеры дощечку длиной 60 сантиметров и шириной 11 – 12 см. Сразу оговорюсь относительно размеров. Здесь возможны вариации. Но делать раму слишком длинной не стоит, так как станок будет довольно лёгким, и работать на нём с длинными деталями будет непросто.
Важным моментом является соотношение ширины фанерной рамы и размерами бруска. Будет хорошо, если на ширине фанерной дощечки поместится три бруска меньшей стороной поперечного сечения (почему это так, вы поймёте позже). Так, если брусок как у меня 35х50 мм, то ширина рамы должна быть около 11 см или чуть больше. Если взять брусок 40х60 мм, то рама делается шириной 12 см.
Итак, я выпилил основание рамы шириной 11 см и длиной 60 см. После этого отпиливаю брусок по длине основания, то есть, тоже 60 см. Второй брусок я отрезаю по длине корпуса дрели с таким расчётом, чтобы он не доставал до патрона и впоследствии не мешал ему вращаться.
С помощью столярного клея соединяю бруски меньшими сторонами сечения таким образом, чтобы их торцы были на одной линии. Зажимаю склеиваемые части струбцинами и даю клею затвердеть. К этой части рамы будет крепиться наш электропривод, поэтому, приложив дрель к короткому бруску, я отмечаю место под отверстие для хомута. Сверлю отверстие, в которое сможет войти имеющийся хомут. В моём случае диаметр составляет около 10 мм.
Далее я размечаю фанерную дощечку для размещения на середине её ширины конструкции из двух склеенных брусков - длинного и короткого. Вдоль средней линии дощечки сверлю 7 – 8 отверстий под саморезы равномерно по всей длине.
Прикрепив склеенные бруски струбцинами к фанерному основанию, углубляю отверстия, просверлив брусок. Теперь вставляю саморезы и закручиваю их. Рама станка готова.
После этого приступаем к изготовлению задней бабки станка и подвижного упора для резца. Бабка будет удерживать вращающуюся деталь со стороны, обратной приводу. Она должна перемещаться по раме и фиксироваться в нужном положении в зависимости от длины зажимаемой детали. Упор для резца также должен свободно перемещаться вдоль обрабатываемой детали. Для их изготовления я использовал обрезки той же фанеры и бруска.
Подвижную основу задней бабки составляет П-образная конструкция из двух брусков и фанерного прямоугольника. К поверхности фанерного основания бабки с помощью саморезов крепим фанерный квадрат удвоенной толщины, полученный путём склеивания двух квадратных кусков фанеры. В этом квадрате будет закреплён центровочный болт для зажима заготовки. Одинарный фанерный прямоугольник я посадил на саморезы и клей к брускам. Должна получиться конструкция, свободно перемещающаяся вдоль направляющего бруска рамы.
Переходим к стороне электропривода. Закрепляем электродрель с помощью винтового хомута на рамном бруске. Для зажима обрабатываемой детали нам понадобится резьбовая шпилька и гайки, обычная и мебельная забиваемая. Зажав шпильку в патроне дрели, отмечаем требуемую длину (4 – 5 см) и отрезаем её.
Затачиваем конец шпильки, используя совместно наждак и дрель, зажав кусок шпильки в патрон. Конец шпильки должен быть очень острым, так как он должен будет входить в деревянную заготовку, центрируя её. Далее производим доработку мебельной гайки, разворачивая её заострённые фиксаторы на 180 градусов пассатижами. С помощью этой детали будет осуществляться зажим детали и передача ей крутящего момента от электродрели.
Собираем конструкцию, накручивая гайки на шпильку. Острый конец шпильки должен выступать чуть дальше (на 1 – 2 мм) острых фиксаторов мебельной гайки. Так будет удобней центрировать деталь. С обратной стороны мебельная гайка фиксируется обычной. Свободный конец шпильки зажимаем в патрон дрели. При необходимости корректируем положение дрели, добиваясь параллельности шпильки и рамного бруска.
Теперь необходимо переместить заднюю бабку к приводной шпильке для определения места крепления второго центрирующего болта. Придвигаем склеенный фанерный квадрат к заострённой шпильке, наносим лёгкий удар маленьким молотком по его обратной стороне и получаем требуемую отметину от острой шпильки.
Отверстие сверлим такого размера, чтобы в него вошла втулка второй мебельной гайки. Её мы не дорабатываем, а используем в штатном режиме, вставив втулку в отверстие и забив фиксаторы молотком. При необходимости дожимаем гайку в тисках. Затачиваем вторую шпильку, вкручиваем её в мебельную гайку на задней бабке и фиксируем обычными гайками. Передвинув бабку к приводу, проверяем и при необходимости корректируем соосность шпилек.
Аналогично задней бабке собираем основание упора для резца. Разница заключается в том, что фанерная полка упора выступает с одной из сторон. Сюда мы прикрутим саморезами брусок, на который и будет опираться резец.
Необязательно тратить деньги на настольный сверлильный станок, ведь его не так уж и сложно сделать своими руками. Для этого понадобится приобрести, изготовить или воспользоваться бывшими в употреблении деталями. Мы расскажем вам о создании нескольких конструкций, и вы сможете подобрать свою модель для сборки.
Дрель есть почти у каждого хозяина, строящего или ремонтирующего свой дом или квартиру, занимающегося ремонтом бытовой и садовой техники, различными поделками из металла и дерева. Но для выполнения некоторых операций дрели недостаточно: нужна особая точность, требуется просверлить отверстие под прямым углом в толстой доске или просто хочется облегчить свой труд. Для этого потребуется станок, который можно выполнить на базе различных приводов, деталей машин или бытовой техники, другого подручного материала.
Тип привода — принципиальное различие конструкций самодельных сверлильных станков. Одни из них изготавливаются с использованием дрели, в основном электрической, другие — с использованием двигателей, чаще всего — от ненужной бытовой техники.
Настольный сверлильный станок из дрели
Самой распространённой конструкцией можно считать станок, выполненный из ручной или электродрели, которую можно выполнить съёмной, для возможности использования её вне станка, и стационарной. В последнем случае устройство включения можно перенести на станину для большего удобства.
Основные элементы станка
Основными элементами станка являются:
- дрель;
- основание;
- стойка;
- крепление дрели;
- механизм подачи.
Основание или станину можно выполнить из цельного спила твёрдого дерева, мебельного щита или ДСП. Некоторые предпочитают в качестве основания металлическую плиту, швеллер или тавр. Станина должна быть массивной, чтобы обеспечивать устойчивость конструкции и компенсировать вибрации при сверлении для получения аккуратных и точных отверстий. Размер станины из дерева — не менее 600х600х30 мм, из стального листа — 500х500х15 мм. Для большей устойчивости основание можно сделать с проушинами или отверстиями под болты и крепить его к верстаку.
Стойка может быть изготовлена из бруса, круглой или квадратной в сечении стальной трубы. Некоторые мастера в качестве основания и стойки используют каркас старого фотоувеличителя, некондиционный школьный микроскоп, другие детали, имеющие подходящую конфигурацию, прочность и массу.
Крепление дрели осуществляется с помощью хомутов или кронштейнов с отверстием в центре. Кронштейн надёжнее и даёт большую точность при сверлении.
Особенности конструкций механизма подачи дрели
Механизм подачи нужен для вертикального перемещения дрели вдоль стойки и может быть:
- пружинным;
- шарнирным;
- конструкцией по типу винтового домкрата.
В зависимости от принятого типа механизма тип и устройство стойки также будет отличаться.
На чертежах и фото приведены основные конструкции настольных сверлильных станков, которые можно сделать из электро- и ручной дрели.
С пружинным механизмом: 1 — стойка; 2 — металлический или деревянный профиль; 3 — ползунок; 4 — ручная дрель; 5 — хомут крепления дрели; 6 — шурупы для крепления хомута; 7 — пружина; 8 — угольник для закрепления стойки 2 шт.; 9 — шурупы; 10 — упор для пружины; 11 — барашковый болт для крепления упора; 12 — основание станка
С пружинно-рычажным механизмом
С пружинно-шарнирным механизмом: 1 — станина; 2 — шайба; 3 — гайка М16; 4 — амортизационные стойки 4 шт.; 5 — пластина; 6 — болт М6х16; 7 — блок питания; 8 — тяги; 9 — пружина; 10 — болт М8х20 с гайкой и шайбами; 11 — патрон для сверла; 12 — вал; 13 — крышка; 14 — ручка; 15 — болт М8х20; 16 — державка; 17 — стойка; 18 — стакан с подшипником; 19 — двигатель
С шарнирным беспружинным механизмом
Стойка, работающая по принципу винтового домкрата: 1 — станина; 2 — направляющий паз; 3 — резьба М16; 4 — втулка; 5 — гайка, приваренная к втулке; 6 — дрель; 7 — ручка, при вращении которой происходит движение дрели вверх или вниз
Сверлильно-фрезерный станок: 1 — основание станка; 2 — опоры подъёмной плиты стола 2 шт.; 3 — подъёмная плита; 4 — ручка подъёма стола; 5 — подвижный держатель дрели; 6 — дополнительная стойка; 7 — винт фиксации держателя дрели; 8 — хомут крепления дрели; 9 — основная стойка; 10 — ходовой винт; 11 — барабан со шкалой Нониуса
Станок из автомобильного домкрата и дрели
Каретка выполнена из мебельных направляющих
Мини-станок из списанного микроскопа
Основание и стойка из старого фотоувеличителя
Станок из ручной дрели: 1 — станина; 2 — стальные прижимы; 3 — пазы для крепления дрели; 4 — гайка крепления дрели; 5 — дрель; 6 — ползун; 7 — трубки направляющие
Видео 1. Пошаговое руководство для недорогого станка. Станина и стойка — деревянные, основа механизма — направляющая для мебели
Видео 2. Сверлильный станок — домкрат от «Жигули» и дрель
Видео 3. Пружинно-рычажная стойка для дрели
Видео 4. Пошаговое создание стальной стойки для дрели
Станок на основе рулевой рейки легкового автомобиля
Рулевая рейка для автомобиля и дрель — достаточно массивные изделия, поэтому станина должна быть также массивной и, желательно, с возможностью закрепления станка на верстаке. Все элементы выполняют на сварке, так как соединение на болтах и винтах может оказаться недостаточным.
Станину и опорную стойку сваривают из швеллеров или другого подходящего проката, толщиной около 5 мм. Рулевую рейку закрепляют на стойку, которая должна быть длиннее рейки на 70-80 мм, через проушины рулевой колонки.
Чтобы станком удобнее было пользоваться, управление дрелью выносят в отдельный блок.
Видео 5. Сверлильный станок на основе рулевой рейки от «Москвич»
Порядок сборки сверлильных настольных станков:
- подготовка всех элементов;
- крепление стойки к станине (проверяем вертикальность!);
- сборка механизма перемещения;
- крепление механизма к стойке;
- крепление дрели (проверяем вертикальность!).
Все крепления должны быть выполнены максимально надёжно. Стальные неразъёмные конструкции желательно соединять сваркой . При использовании любого рода направляющих нужно убедиться, что при движении не образуется поперечный люфт.
Совет! Для фиксации детали, в которой высверливается отверстие, станок можно оборудовать тисками.
В продаже также можно найти готовые стойки для дрели. При покупке нужно обратить внимание на массу конструкции и размер рабочей поверхности. Лёгкие (до 3 кг) и недорогие (до 1,5 тыс. руб.) стойки годятся для выполнения отверстий в тонком фанерном листе.
Сверлильный станок с использованием асинхронного двигателя
Если дрель в хозяйстве отсутствует или её не желательно использовать в станке, можно выполнить конструкцию на основе асинхронного двигателя, например, от старой стиральной машины. Схема и процесс изготовления такого станка достаточно сложные, так что его лучше делать мастеру с достаточным опытом выполнения токарных и фрезеровочных работ, сборки электросхем.
Устройство сверлильного станка с двигателем от бытовой техники
Для ознакомления с конструкцией приведём сборочные чертежи и деталировку, а также характеристики сборочных единиц в спецификациях.
Детали и материалы для изготовления станка приведены в таблице:
Таблица 1
| Поз. | Деталь | Характеристика | Описание |
| 1 | Станина | Плита текстолитовая, 300x175 мм, δ 16 мм | |
| 2 | Пятка | Стальной круг, Ø 80 мм | Может быть сварной |
| 3 | Основная стойка | Стальной круг, Ø 28 мм, L = 430 мм | Один конец обточен на длину 20 мм и на нём нарезана резьба М12 |
| 4 | Пружина | L = 100-120 мм | |
| 5 | Втулка | Стальной круг, Ø 45 мм | |
| 6 | Стопорный винт | М6 с пластиковой головкой | |
| 7 | Ходовой винт | Тr16х2, L = 200 мм | От струбцины |
| 8 | Матричная гайка | Тr16х2 | |
| 9 | Стальной лист, δ 5 мм | ||
| 10 | Кронштейн ходового винта | Лист дюралюминия, δ 10 мм | |
| 11 | Специальная гайка | М12 | |
| 12 | Маховик ходового винта | Пластик | |
| 13 | Шайбы | ||
| 14 | Четырёхручьевый блок ведущих приводных шкивов клиноременной передачи | Дюралюминиевый круг, Ø 69 мм | Изменение числа оборотов шпинделя выполняется перестановкой приводного ремня из одного ручья в другой |
| 15 | Электродвигатель | ||
| 16 | Блок конденсаторов | ||
| 17 | Дюралюминиевый круг, Ø 98 мм | ||
| 18 | Винт М5 с пластмассовым грибком | ||
| 19 | Возвратная пружина шпинделя | L = 86, 8 витков, Ø25, из проволоки Ø1,2 | |
| 20 | Дюралюминиевый круг, Ø 76 мм | ||
| 21 | Шпиндельная головка | см. ниже | |
| 22 | Лист дюралюминия, δ 10 мм | ||
| 23 | Приводной ремень | Профиль 0 | Приводной клиновой ремень «нулевого» профиля, поэтому такой же профиль имеют и ручьи блока шкивов |
| 24 | Выключатель | ||
| 25 | Сетевой кабель с вилкой | ||
| 26 | Рычаг подачи инструмента | Стальной лист, δ 4 мм | |
| 27 | Съёмная рукоятка рычага | Стальная труба, Ø 12 мм | |
| 28 | Патрон | Инструментальный патрон № 2 | |
| 29 | Винт | М6 с шайбой |
Шпиндельная головка обеспечивает и поступательное и вращательное движение. Она смонтирована на собственной базе — дюралюминиевой консоли.
Детали и материалы для изготовления шпиндельной головки приведены в таблице:
Таблица 2
| Поз. | Деталь | Характеристика |
| 1 | Стальной круг Ø 12 мм | |
| 2 | Стальная труба Ø 28х3 мм | |
| 3 | Подшипник 2 шт. | Радиальный подшипник качения № 1000900 |
| 4 | Винт | М6 |
| 5 | Шайбы-прокладки | Бронза |
| 6 | Рычаг | Стальной лист δ 4 мм |
| 7 | Специальный винт М6 с рифлёной кнопкой | |
| 8 | Гайка | Низкая гайка М12 |
| 9 | Стальной круг Ø 50 мм или труба Ø 50х11 мм | |
| 10 | Подшипник | Радиальноупорный |
| 11 | Разрезное стопорное кольцо | |
| 12 | Стальной круг Ø 20 мм |
Сверлильный станок собран
Электрическая схема зависит от вида двигателя.
Простая электрическая схема для заводского станка 2М112
Самодельные станки для сверления печатных плат
Мини-станочки для сверления плат радиолюбителями также заимствуют привод от различных маломощных устройств. При этом используют резаки для обрезки фотографий в качестве рычагов, паяльники, цанговые карандаши вместо патрона. Место сверления подсвечивают светодиодными фонариками — возможностей для технического творчества достаточно.
Простая электрическая схема управления электромотором
Видео 7. Мини-станок для сверления плат