Как сделать самодельный плоскошлифовальный станок по металлу и дереву

Введение

Есть много вариантов различных шлифовальных станков, но самое главное – чтобы он был удобен в использовании. Данный вариант конструкции отвечает многим требованиям, и подкупает своей простотой, но в тоже время функциональностью. Отличительна особенность этой конструкции в том, что в качестве движущего элемента используется обычная дрель, а её установка занимает меньше одной минуты, а главное, что ее легко снять со станка и использовать в своих целях.

В этой статье опишутся все пошаговые этапы создания универсального шлифовального станка, но прежде чем приступать к работе, нужно хорошо подготовиться и просчитать полный объем работы.

Подготовка к работам

Без инструмента никак не обойтись, поэтому нужно подготовить качественный и исправный ручной и электроинструмент, а именно:

• Станок для распиливания (циркулярная пила или из электролобзика;
• Фрезеровальный станок;
• Шлифовальный станок или гриндер;
• Дрель или шуруповерт (и, конечно, сверла);
• Электролобзик с пилками;
• Сверлильный станок;
• Пылесос. например типа “Циклон”.
• Различные ручные инструменты (рулетка карандаш, отвертка и т.п.).

До начала работ, важно чтобы весь материал был под рукой, тогда работа будет проходить быстро и слажено. Таким образом, для сборки стационарного шлифовального станка нам понадобится следующий материал:

• лист фанеры (размером 25*36,5 см);
• крепеж (болты, гайки; шурупы и пр.);закрытые подшипники;
• мебельные футорки;
• металлическая подставка;
• шлифовальная лента.

Для того чтобы изготовить какую-либо заготовку из фанеры, нужно знать основные характеристики материала. В статье “Станок из электролобзика для выпиливания своими руками” были приведены некоторые характеристики фанеры (зависимость толщины фанеры, кол-во слоев, отклонения, разнотолщинность и пр.). Возможно, будет полезной дополнительная таблица:

Марка фанеры	Фанера бакелизированная	Фанера авиационная	Фанера строительная
Толщина листов*	5-18	1-12	1,5-18
Водостойкость	Высокая	Выше среднего	ФСФ – повышенная ФК – средняя
Плотность, кг/м.куб	Около 1 000	500-650	В зависимости от породы древесины: плотность фанеры хвойной – 660плотность фанеры лиственной — 800
Предел прочности при растяжении, МПа	Вдоль волокон – 80	Рубашки – 65-80	–

Основные конструктивные элементы

Изготавливаемый станок имеет довольно простую конструкцию, и состоит из следующих элементов:

1. Основание;
2. Подставка для дрели;
3. Столешница для размещения заготовок;
4. Две боковых крышки корпуса;
5. Один ведущий ролик и два ведомых;
6. Механизм регулировки положения ленты.

Как сделать ленточно-шлифовальный станок

Основой станка является мощная станина, способная выдержать вес всего оборудования и выполнять функцию демпфирования возникающей вибрации. Каркас станины лучше всего скреплять с помощью сварки. Сверху крепится плита. В качестве такой плиты выбирают ДСП толщиной не менее 22 мм.

На станине закрепляют электродвигатель. Мощность двигателя должна быть не ниже рассчитанной. Количество оборотов должно составлять минимум 1500об/мин. На якорь крепится редуктор для передачи вращения к ведущему барабану. Требуемый диаметр напрямую зависит от скорости вращения двигателя. Он определяет скорость движения ленты в момент трения о поверхность детали.

В качестве примера можно привести следующие соотношения. При скорости движения ленты равной 20м/сек – диаметр должен быть равен 20 см. Для предотвращения эффекта проскальзывания на барабаны одевают резиновые чехлы. Площадку для установки барабанов целесообразней изготовить под небольшим наклоном. Это позволит создать плавный контакт ленты во время движения с обрабатываемой поверхностью.

Если планируется обработка деталей из различной древесины, целесообразно предусмотреть возможность изменения скорости вращения барабана. Приведенная методика показывает, что шлифовальный станок своими руками собирается достаточно легко.

Из чего сделать станину

Каркасом, к которому крепятся все остальные элементы станка, является мощная станина. Она должна иметь большой запас прочности, иметь хорошие массогабаритные характеристики. Её изготавливают из листовой стали толщиной более 5мм.

Для удобства дальнейшей работы необходимо произвести разметку рабочей площадки. Для её крепления делают три отверстия. Затем тремя болтами крепят её к станине.

Выбор и установка двигателя для станка

Проведенные расчёты и опыт эксплуатации такого рода агрегатов показывают, что двигатель должен обладать мощностью не менее 2,5 кВт. Частота вращения вала должна составлять 1500 об/мин и более. От скорости вращения двигателя в значительной степени зависит скорость движения абразивной ленты. Это серьёзно влияет на качество обработки. В свою очередь скорость движения ленты влияет на диаметр барабанов.

Двигатель для шлифовального станка

В качестве готового устройства можно использовать двигатель, который устанавливается на стиральных машинах. Можно подобрать двигатель и от других хозяйственных агрегатов, например мощного насоса или другого устройства подходящего по мощности и количеству оборотов.

Ведущий и ведомый барабаны

Ведущий барабан крепко фиксируется на шкив электродвигателя. Ведомый барабан закрепляется на отдельной оси. Для обеспечения его свободного вращения между валом и барабаном крепятся подшипники.

Шлифовальная лента своими руками

Абразивные ленты для таких станков имеют матерчатую основу. В качестве основы используется бязь или аналогичная по плотности ткань. На поверхность материи с одной стороны с помощью специального клея наносится абразивная крошка. В зависимости от величины зерна этой крошки она подразделяется на крупные, средние, мелкие и нулёвки.

В принципе такую ленту можно изготовить самостоятельно. Выбрав необходимую ткань и нанеся на неё абразивный порошок требуемой фракции. Нанеся клей на поверхность материи, и посыпав её этим порошком можно получить шлифовальную ленту необходимых размеров. Однако следует признать, что современная промышленность выпускает такой широкий ассортимент таких расходных материалов, что лучше воспользоваться заводской.

Диск или лента? И привод

Разновидностей шлифовальных станков в промышленности применяется едва ли не более, чем токарных. Именитый всем умельцам наждак – мотор с парой абразивных кругов (или одним кругом) – это тоже гриндер

. Для себя дома есть смысл делать или дисковый торцевой (тарелочный), илиленточный гриндер . В первом абразивный материал нанесён на крутящийся жесткий диск; в другом – на эластичную ленту, обегающую систему шкивов и роликов. Дисковый более подойдёт для шлифования примитивных деталей из дерева и грубой или средней чистоты – металлических. На ленточном гриндере возможно делать также точную и чистую доводку профилированных деталей криволинейной формы, в т.ч. больших, см. дальше.

Дисковый гриндер

весьма просто выходит из того самого наждака или подходящего по мощности мотора, см. ниже. Необходимо выбрать переходник с вала электрического двигателя под хвостовик тарельчатого круга для шлмфовки на основе из металла. Или под зажимной патрон, тогда на том же двигателе можно будет построить мини токарныйстанок , см. рис.:

Рукодельный дисковый гриндер

«Тарелка» подойдёт износившаяся: на обрез ее борта приклеивают диск из тонкого (4-6 мм) волокнистого пластика, а на него – абразивный материал. Как выполнить торцевой гриндер

собственными руками, см. отпечаток. ролик.

Видео: рукодельный торцевой гриндер

Разница между дисковым и ленточным гриндером не только в возможностях применения. Если взять традиционные домашние поделки, то для дискового гриндера хватит мощности привода в 250-300 Вт на валу. Для очень маленьких деталей из дерева – и 150-170 Вт. Это мотор от старой машины для стирки, прямая (простая) дрель или шуруповерт. А вот для ленточного гриндера потребуется движок от 450-500 Вт: трехфазный с батареями пусковых и рабочих конденсаторов. Если планируется обрабатывать крупногабарит, то мощность мотора – от 1-1,2 кВт. Причем батареи конденсаторов для того и прочего обходятся не очень много доступнее самого движка.

Дрель или шуруповерт как привод гриндера удобные и тем, что дают возможность быстро менять скорость движения абразивного материала (см. дальше) штатным регулятором скорости вращения. Необходимо лишь, самое первое, сделать для дрели держатель, жестко фиксирующий инструмент. Второе, упругую переходную муфту с дрели на хвостовик диска, т.к. достигнуть их точной центровки без особенного оборудования тяжело, а биение сведет на нет точность обработки и способна повредить инструмент-привод.

Чертежи держателя дрели для применения ее как привода домашнего металлорежущего станка даны слева на рис.:

Чертежи держателя дрели для привода гриндера (шлифовального станка)

Потому как ударные и нерегулярные знакопеременные нагрузки на привод в гриндере на много ниже, чем, скажем, в станке для токарных работ, держатель дрели для него можно сделать из твёрдого дерева, фанеры, Дсп, МДФ, с правой стороны на рис. Диаметр крепежного (большого) отверстия – по шейке дрели. Дрель очень лучше всего применять без ударного механизма и со стальной обечайкой на шейке (под установку передней рукояти).

Муфта

Для переходной муфты потребуется отрезок прута сделанного из стали (не обязательно точеный) того же диаметра, что и хвостовик приводного вала гриндера, и отрезок армированного ПВХ шланга (садового поливного) с просветом таким, чтобы туго натягивался на прут и хвостовик. Длина «свободного» шланга (между торцами прута и хвостовика в нем) – 3-5 см. Длина выступающей части прута обязана быть достаточна для хорошего зажима в патроне дрели. После сборки муфты на месте шланг на хвостовике и пруте туго затягивается хомутами; можно проволочными. Данная муфта полноценно парирует расцентровку привода и ведомого вала до 1-1,5 мм.

Конструирование самодельного ленточного шлифовального станка

Устройство шлифовального станка.

Главные части станка следующие:

• Мотор или двигатель с приводом, работающий на электричестве.
  Привод лучше устанавливать рядом с ведущим роликом главного диаметра.
• Основание или станина.
  Часто фиксируется прямо на полу, иногда эта штука ездит на колесиках – это как вам удобнее и нужнее.
• Два натяжных катка – ведущий и ведомый.
  Делать из металла или очень прочной древесины с тонким слоем прокладочной резины для предупреждения проскакивания ленты на роли или барабан.
• Пружина и рычаг для системы натяжки ленты.
  Пружина прижимная, а рычаг крепится к основанию и ведомому катку.
• Основание для размещения мотора с приводом.
• Для ленты с абразивом нужно использовать бумагу или ткань.
  Ее ширина может быть самой разной – в диапазоне от 5-ти до 30-ти см. Уровень зернистости – от 80-ти.
• Металлические трубы толщиной от 2-х мм и больше.
• Металлические уголки в соответствии с размерами станка.
• Специальная магнитная подставка для металлических деталей.
• Направляющие типа рельсовых.

https://www.youtube.com/watch?v=GwylmVI7PG8

Схема устройства шлифовального станка.

Этапы работы:

1. Делаем каркас основания или станины.
   – режем уголки по размерам станины;
   – свариваем каркас и уголки;
   – фиксируем внизу рамы плиту из ДСП для снижения вибрации при работе.
2. Мастерим рабочую поверхность.
   – вырезаем по размеру стальной лист и привариваем его прямо к основанию;
   – привариваем рельсовые направляющие к верхней части каркаса;
   – делаем каретку из уголков с колесиками для передвижения по направляющим станины;
   – с обеих сторон рабочей поверхности монтируем и фиксируем опоры из подшипников;
   – фиксируем винт с ручкой на каретке;
3. Фиксируем электрический двигатель систему подъема рабочей зоны.
4. Закрепляем опоры передач.
5. Устанавливаем ленту с абразивным покрытием.
   – отрезаем ленту с запасом в несколько сантиметров под углом в 45°;
   – склеиваем ее внахлест с промазкой клеем стороны со смытым водой абразивом;
   – сушим место склеивания феном;
6. Готовимся к тестовому пуску станка.
   – обрабатываем все детали станка машинным маслом;
   – подводим электрическое питание;
   – делаем пробным запуск.

Особенности и технические характеристики

Основная особенность шлифовальных станков по дереву заключается в специфическом способе регулировки качества обработки. Она происходит путем изменения зернистости абразива. Обычно процесс начинают с наждачной бумаги с крупным зерном, потом последовательно уменьшают его величину и завершают процедуру шлифовкой мелкой шкуркой. Всего используют 2-3 смены, но могут быть и более постепенные методики.

Вторая особенность заключается в способе установки абразива. Если на ленточный станок устанавливается заранее склеенная петля, то на дисковые конструкции надо закрепить круг из наждачной бумаги на плоскость. Оптимальный способ — использование «липучки», но проще всего наклеивать абразив на клеевой состав или двусторонний скотч. Второй способ проще, но и дороже.

Технические характеристики каждого станка несколько отличаются друг от друга.

Для дисковых установок:

Для ленточных станков:

• Ширина ленты.
• Величина рабочей базы (расстояние между центрами приводного и натяжного барабанов).
• Скорость движения петли.

• Диапазон перемещения рабочего стола в вертикальной и горизонтальной плоскости.
• Длина заготовки для склейки петли.

Для барабанных станков:

• Диаметр рабочего цилиндра.
• Высота цилиндра.

Все эти параметры зависят от планируемой производительности, размеров установок, величины обрабатываемых деталей. Необходимо учесть объемы ожидаемой работы, величину деталей, специфику обработки.

Мнение эксперта
Левин Дмитрий Константинович

Чем чище должна быть поверхность в результате шлифовки, тем качественнее должен быть изготовлен станок. Биения, неровности и прочие изъяны станут причиной появления рисок, способных заметно ухудшить качество обработки.

Создание шлифовального станка в домашних условиях

Разберём, как смастерить простейшую модель шлифовального агрегата. Основными элементами конструкции будут:

• станина из металла или дерева;
• электромотор;
• вал;
• рабочая поверхность;
• наждачная лента.

Вот инструкция, как сделать шлифовальный станок своими руками:

• Выбрать модель электрического двигателя. Лучше остановиться на варианте с мощностью 3 кВт. Подойдёт и мотор от старой стиральной машинки.
• Изготовить станину. Её размер выбирается в зависимости от величины применяемого привода. Она может быть сделана как полностью из дерева, так и из стального уголка. В последнем случае нужна ещё обшивка фанерными листами.
• Выточить вал на токарном станке. Также уместно использовать готовую заготовку от заводского агрегата.
• Выполнить шлифовальную ленту шириной 20 см.
• Собрать станок целиком.

Характеристики, которым должна соответствовать лента для шлифовального агрегата

Подбор абразивной полосы – важный этап во время сборки мини-гриндера своими руками. В первую очередь нужно определиться с протяженностью ленты и ее шириной. На геометрические параметры полосы оказывают влияние два основных фактора:

• размеры гриндера;
• назначение агрегата.

Тканевая основа лучше выдерживает поверхностное натяжение

Бесконечные абразивные полосы также подразделяются на типы по зернистости. Длина шлифовальных полос может быть разной (от 610 до 1830 мм). Такие ленты имеют ширину 50 или 100 мм. Первый вариант чаще всего встречается в агрегатах, собранных своими руками в домашних условиях.

Качественная абразивная полоса в обязательном порядке должна иметь эластичную основу из ткани

При выборе подходящего инструмента также необходимо обращать внимание на то, какое количество оборотов может выдержать полоса. Рекомендуется приобретать изделия, которые способны работать при 1500 об/мин

Такой вариант лучше всего подходит для изготовления ленточного гриндера своими руками. Чертеж, составленный ранее, должен содержать информацию о габаритах абразивной полосы и других ее характеристиках.

Хорошая лента обязана иметь высокую абразивную стойкость. От этого показателя зависит резистентность ленты к износу. Для самодельных аппаратов рекомендуется использовать ленты, протяженность которых составляет не более 123 см. Абразивная полоса должна быть не только устойчивой к износу, но и иметь хорошую сопротивляемость к высоким температурам, образующимся во время трения о заготовку во время работы.

Стоит отметить, что ленты небольшой длины гораздо более подвержены износу, нежели изделия большей протяженности

Специалисты советуют обратить внимание на картинки с изображением готовых изделий. Фото аппаратов позволяют дать ответ на вопрос о том, как сделать гриндер своими руками

Чертеж устройства можно значительно упростить, если в его сборке используются уже готовые элементы, приобретенные отдельно.

От выбора ленты зависит скорость и качество обработки изделий

И, наконец, особое внимание необходимо уделить месту склейки абразивной ленты. Стык двух концов полосы должен быть максимально аккуратным, без каких-либо дефектов или выступов

Как склеить ленту для шлифовального агрегата самостоятельно

Ленточные шлифовальные аппараты содержат пружину, которая выполняет очень важную функцию: натягивает просевшую в результате износа ленту. Смена ленты производится несколько раз даже при обработке небольшой заготовки. Это следует запомнить.

При сборке гриндера своими руками из фанеры или металла абразивную полосу можно изготовить самостоятельно. Склейка такой ленты – сложное мероприятие, которое не терпит ошибок. В интернете существует множество советов о том, как правильно выполнить склейку ленты, однако многие из них являются неверными.

Процесс склейки выглядит следующим образом. Вначале нужно подобрать наждачный материал на тканевой основе. Затем стоит подготовить оба конца абразивной полосы. Для этого производится их зачистка. Шов на полосе выполняется исключительно методом «встык». Специалисты обязательно рекомендуют усиливать склеенную ленту с внутренней стороны посредством плотной полоски ткани, которая фиксируется с помощью специального клеевого состава.

Склейка ленты – сложное процесс, который не терпит ошибок

Для того чтобы соединить концы абразивной полосы, требуется приобрести специальный клеевой состав. Лучший вариант – применение эластичного клея. Экономить при этом не стоит, так как дешевые средства, как правило, не отличаются хорошим качеством.

Перед началом склеивания необходимо подготовить полосу для ленточного наждака. Гриндер своими руками (из подручных материалов) нуждается в надежной абразивной полосе, которую сложно выполнить в домашних условиях. Процесс производится с применением клеевой палочки, которая устанавливается на термопистолеты. Вначале производится подогрев состава. Для этого можно воспользоваться обычным феном, который есть в каждом доме.

Устройство ленточного шлифовального станка

Устройство простое. Электродвигатель приводит в движение ремень, который вращает «главный» шкив 10 х 5 см, приводящий в движение абразивную ленту. Еще один шкив 8 х 5 см расположен на 40 см выше главного и на 15 см сзади него и крепится на подшипнике. Третий 8 х 5 см шкив вращается на рычаге, и выступает в качестве натяжного ролика, туго удерживая абразивную ленту. На другой стороне рычаг пружиной крепится к раме.

Определение типа привода

Главным вопросом было вращать главный шкив непосредственно электромотором или при помощи дополнительного шкива и приводного ремня. Прежде всего, я выбрал ременную передачу потому, что я хотел, чтобы у меня оставалась возможность замены двигателя на более мощный, однако, была еще одна причина. Когда вы производите интенсивную обработку металла, есть риск столкнуться с некоторыми проблемами. Ременная передача в таких случаях будет проскальзывать, в то время как прямой привод создаст большие проблемы. С ремнем устройство будет более безопасным.

Изготовление рамы и ее установка

Важно упомянуть, что использование металлического уголка в качестве рамы может иметь как преимущества, так и недостатки. Очевидным преимуществом является то, что его удобно собирать, как конструктор в детстве

Но главный недостаток – он крепкий только в двух направлениях, но слаб при скручивании. А значит, нужно учитывать эту слабость и просчитать, какой крутящий момент может передаваться от шкивов на раму, и компенсировать его при помощи дополнительных перемычек.

Резка: Для резки уголка можно использовать ножовку, но угловая шлифовальная машина с отрезным диском сделают дело быстрее. После того, как отрезали все элементы, я бы рекомендовал зашлифовать все их острые края, чтобы не порезаться во время сборки. Отверстия можно просверлить при помощи обычной дрели и смазочно-охлаждающей жидкости.

Главный ролик

Главный ролик – это наиболее важная деталь проекта, так как он получает крутящий момент от мотора и передает его на ленту. Для его крепления я использовал старую втулку, но рекомендую вместо этого использовать подшипник. Втулки справляются со своей задачей, но они постоянно перегреваются и требуют регулярной смазки. Более того, они могут разбрасывать грязную смазку, что раздражает во время работы.

Вал: По сторонам вала есть резьба с разным направлением, чтобы при вращении крепежные болты не откручивались. Если вы обрежете одну сторону с резьбой, как это сделал я, оставьте ту, которая идет против часовой стрелки, иначе вам придется сделать контровочный болт (я опишу, как его сделать позже) и шплинт. На обрезанный край будет надеваться главный шкив.

Шкив: Продолжая тему повторного использования, я нашел у себя старый шкив с другого проекта. К сожалению, я его подготовил под резьбовой штифт, на котором он должен был держаться, но, на самом деле, это не проблема. В этом шкиве я сделал прямоугольный вырез. Затем при помощи угловой шлифмашины я прорезал паз на конце вала. Разместив шпонку в отверстии, образованном пазом вала и прямоугольным вырезом шкива, я надежно зафиксировал их относительно друг друга.

Какой конденсатор выбрать для шлифовального станка?

Конденсатор для него по расчетам должен быть порядка 25-30мкф, но практика показала, что с тяжелой насадкой на валу, двигатель не каждый раз стартует без пинка Поэтому позже я приобрел к нему второй конденсатор на 20мкф, т.е. суммарная емкость получилась 45 мкф. Этой емкости оказалось достаточно для легкого старта без моей помощи.

Какой емкости нужен конденсатор читайте в статье — расчет емкости конденсатора.

Далее я собрал электрику. Я удалил распределительную коробку двигателя и установил пластиковую коробку из магазина электрики — в нее поместились:

2 тумблера (второй на задней стенке для реверса вращения), клеммная колодка, и 1 конденсатор (второй притянул к коробке стяжкой снаружи). Обмотки двигателя соединил на 220В треугольником, как и полагается. Для получения реверса второй тумблер просто меняет местами 2 провода от двигателя.

Инструкция по изготовлению

Изучив конструкцию оборудования, следует определиться, из чего будут выполнены его основные элементы.

Из чего сделать станину?

Большая рабочая поверхность будет намного удобней и функциональней маленькой станины. Для ее изготовления понадобится:

1. Одну из сторон подготовленного для стола полотна обрезать с помощью фрезерного станка по металлу.
2. Сделать разметку.
3. В торце обрезанной заготовки просверлить три отверстия.
4. С помощью трех болтов закрепить рабочую площадку на станине.

Выбор и установка двигателя для станка

Двигателем для агрегата может служить мотор от стиральной машинки. Если такого в наличии нет, то можно подобрать мотор, номинальная мощность которого будет составлять до 3 кВт, а интенсивность работы – около 1500 об/мин. Силовой агрегат для шлифовального станка следует плотно и надежно зафиксировать на станине.

Ведущий и ведомый барабаны

Такие элементы для шлифовального станка изготовить своими руками можно из такого материала, как ДСП. Для этого необходимо:

1. Выпилить из листа ДСП заготовки размерами 200х200 мм.
2. Собрать из полученных заготовок пакет толщиной в 240 мм.
3. Все сложить и проточить до оптимального диаметра в 200 мм.
4. Закрепить ведущий барабан на валу двигателя. Он будет приводить в движение ленту.
5. Ведомый барабан закрепить вокруг станичной оси на подшипниках. При этом со стороны барабана должен быть специальный скос. Это поможет обеспечить ленте мягкое касание к рабочей поверхности.

Изготавливая барабаны, стоит учесть, что диаметр их центральной части должен быть на пару миллиметров больше наружного диаметра. Необходимо это для обеспечения стабильной работы техники, так как гибкая лента будет находиться в середине барабана.

Шлифовальная лента своими руками

Проклеивать изделие своими руками рекомендуется качественным продуктом, который будет способен сохранить целостность элемента длительное время.

Некоторые мастера рекомендуют обтягивать катки резиной. Для этого можно использовать камеры от мопедов или велосипедов. Толщина резинового слоя должна быть около 30 мм.

Собрав из всех подобранных элементов конструкцию, можно смело приступать к обработке древесины.

Области применения станка

Каждый из производимых станков выполняет заранее заданный перечень технологических операций.

Система барабанного типа производит высококачественное шлифование плоских древесных заготовок. Допускается обработка древесностружечной плиты, OSB или МДФ в том числе покрытые шпоном.

Применение барабанного шлифовального станка

Обработка крупногабаритных, длинных, нестандартных деревянных изделий из древесины (например, погонажных конструкций) производится на профильно – шлифовальном оборудовании. Готовые заготовки подаются к шлифовальному узлу посредством транспортирной цепи.

Для шлифования поверхности деревянных изделий, имеющих сложную геометрическую форму (декоративные рамы, художественные изделия) применяют ленточно — шлифовальные станки оснащённые свободно перемещающимся столом.